Leica BLK2GO PULSE rappresenta una nuova frontiera nella scansione laser portatile, con una nuova implementazione dei sensori Time-of-Flight (ToF) a modalità duale per creare un'esperienza di scansione in soggettiva. Abbiamo incontrato il Product Manager di BLK, Gian-Philipp Patri, per parlare dello sforzo di Leica Geosystems di realizzare tecnologie innovative e di come BLK2GO PULSE è apparso sulla scena.
Parliamo della genesi di BLK2GO PULSE. Da dove è arrivato?
Hexagon investe molto in ricerca e sviluppo. Gli elementi essenziali di BLK2GO PULSE sono il risultato di una joint venture con Sony, che ha sviluppato un nuovo sensore Time-of-Flight. Il nostro compito consisteva nell'esaminare questa tecnologia e immaginarne il potenziale. Potevamo sfruttarlo? E se sì, a cosa poteva essere utile?
Man mano che abbiamo imparato a conoscerla e l'abbiamo osservata da diverse prospettive, ci siamo resi conto che certi elementi offrono vantaggi unici rispetto alle nostre soluzioni attuali, dal modo in cui funzionano i sensori con una griglia uniforme alle nuvole di punti che ora vengono colorate all'istante. Uscendo dalla propria zona di comfort si scoprono nuove opportunità.
So che uno degli elementi essenziali di BLK2GO PULSE è il fatto che ci siano due sensori. Come siete arrivati a questa soluzione?
Con la funzione Time-of-Flight si ottiene un determinato campo visivo, e abbiamo pensato che integrare più di un sensore sarebbe stato vantaggioso - tra le altre cose, consentendo la cattura di un numero maggiore di dati in meno tempo.
BLK2GO è dotato di un LiDAR a due assi con cattura completa, includendo spesso dati che non servono.
Con i sensori ToF a modalità duale siamo stati spinti a ragionare in modo diverso, arrivando a chiederci: e se li mettessimo uno accanto all'altro? Prendere due unità di sensori e combinarle in un'unica soluzione non è stato un compito facile, perché la taratura che si fa per un sensore deve funzionare per entrambi allo stesso tempo. È una bella sfida!
Ma due sensori ben posizionati sono in grado di catturare tutto ciò di cui si ha bisogno e, al contempo, di ottimizzare i costi, riducendo il prezzo finale per i nostri clienti.
Così è nata la scansione "in soggettiva".
Si tratta di un nuovo termine. Cosa significa davvero "scansione in soggettiva"?
Di base, significa che vedi ciò che vede lo scanner. I due sensori sono posizionati come degli "occhi" e quando connetti BLK2GO PULSE alla app BLK Live sul tuo smartphone montato sul dispositivo, ciò che vedi sullo schermo è davvero ciò che stai catturando in tempo reale.
Si tratta di un nuovo approccio, che tra l'altro velocizza i flussi di lavoro e alleggerisce i dati, perché si catturano solo quelli di cui si ha bisogno.
Pensate a una planimetria. Perché dovrei catturare il soffitto se mi serve solo il pavimento? Vorrebbe dire catturare molti dati in più, trasferirli, elaborarli e poi rimuoverli, giusto? Non è un modo di procedere intelligente.
E poi, anche se sottoponi i dati di BLK2GO PULSE a post-elaborazione, il pacchetto è più piccolo perché non devi trattare dati relativi al soffitto o ad oggetti che non ti interessano, che infatti hai deciso di ignorare mentre scansionavi. Fantastico.
Ho un'altra domanda. La tecnologia PULSE è molto più di un nuovo sensore, giusto?
Sì. La tecnologia PULSE è la fusione di questi sensori LiDAR ToF e GrandSLAM.
GrandSLAM, a sua volta, è una combinazione del Visual Inertial System (VIS) e del LiDAR, e il VIS è una combinazione di fotocamere e della Inertial Measurement Unit (IMU). Tutto ciò consente di tracciare la propria posizione nello spazio e di utilizzare la tecnologia SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). In questo modo si mappa il mondo da una posizione sconosciuta in tempo reale.
Si potrebbe avere la tentazione di dire, "Ok, allora sostituiamo il LiDAR a doppio asse con questo LiDAR ToF. Così il set di informazioni XY è alimentato da un diverso tipo di sensore".
Ma poi ci siamo resi conto che non si tratta di sostituire un elemento con un altro, ma di ragionare sui vantaggi unici che presenta questo nuovo sensore. Ad esempio abbiamo scoperto che era in grado di colorare le immagini in tempo reale.
Abbocco all'amo: perché BLK2GO PULSE è in grado di farlo, e BLK2GO invece no?
Buona domanda. Ha a che fare con il volume di dati e la sincronizzazione. Con GrandSLAM, le fotocamere catturano i dati visivi a un intervallo specifico e su BLK2GO il LiDAR a doppio asse cattura i dati a un intervallo completamente diverso, ossia 420.000 punti per secondo. Perciò fornisce periodicamente informazioni sui colori, ma meno di frequente di quanto il sensore LiDAR catturi i punti. Di conseguenza, molti dei punti che si catturano non hanno informazioni sui colori. Non è possibile risolvere la questione in tempo reale perché le frequenze non corrispondono. Lo si può fare solo successivamente.
BLK2GO PULSE è diverso, perché i sensori ToF sono una specie di fotocamera 3D che cattura ad ogni pulsazione informazioni 3D ed è possibile sincronizzare le pulsazioni con la frequenza della fotocamera. Ciò significa che con BLK2GO PULSE si può passare dal sistema LiDAR a quello della fotocamera ai colori RGB.
E ciò consente di dire che un punto specifico ha questo particolare colore in tempo reale. Mettendo insieme tutti i punti si ottiene una nuvola di punti colorata all'istante.
Si tratta di una spiegazione più illustrativa e meno tecnicamente accurata di quella che darebbe il reparto R&S, ma essenzialmente è molto complesso dal punto di vista tecnico far funzionare questa fusione di sensori. Tuttavia Hexagon e Sony ci sono riusciti, assieme, e il risultato è un rendering immediato sul campo della nuvola di punti, un risultato senza precedenti.