欧洲最大洞穴之一的手持式地图

GeoSLAM的地理空间制图专家和技术已经参与了法国南部隆布里夫洞穴的测绘项目。

人类适应研究所在欧洲最大的洞穴系统之一——3公里长的隆布里夫洞穴——进行了一项名为“深度时间”的开创性隔离实验。在光线较弱、环境温度为10⁰C、湿度为100%的情况下，他们密切监测环境对身体和心理的影响。这项研究得到了地理空间制图专家和GeoSLAM技术的支持。

对于深度时间实验的15名参与者来说，时间最近确实停滞不前——不仅仅是因为冠状病毒的封锁。他们在法国西南部比利牛斯山脉东部的Ariege的Lombrives洞穴中扎营，在那里生活40天，没有时钟，没有阳光，与外界零接触。这项研究旨在深入了解人类对隔离的适应性限制，测试人类在充满挑战的环境中的耐力限制。

参与者们组成了一个由“深度工作者”组成的社区，每个人都被分配了特定的角色和责任，执行任务，为他们的生活提供一种结构感。在项目期间，团队的每个成员每天进行50多项科学测试和方案——从认知和感觉能力测试到遗传学。他们的第一项任务是使用GeoSLAM的同步定位和绘图（SLAM）技术对该位置进行深入、完整的扫描。

该项目带来了许多复杂的挑战，包括不熟练的测量员、苛刻的洞穴环境和完成扫描的时间压力，更不用说洞穴中没有GPS了。传统的基于三脚架的数字制图系统会给这项工作带来许多困难。除了需要专业测量员准确设置设备外，崎岖不平、充满挑战的地形还可能导致许多其他复杂情况，导致数据收集方法耗费大量人力和时间。相比之下，ZEB Horizon手持式SLAM扫描仪的优势意味着任何人都可以简单地“拿起并去”创建任意位置的详细点云。

具有挑战性的情况下

为了对新环境形成清晰的图像，研究小组对这个复杂的洞穴系统进行了数字扫描，其中既有只够爬行的狭窄通道，也有高达70米高的巨大洞穴。手持式ZEB地平线扫描仪的采集速率为每秒300,000点，精确度为1-3cm(取决于扫描环境)，并具有100m范围内捕捉复杂测量数据的能力，克服了这些问题。简单的设置和“行走和扫描”的数据收集方法为团队提供了灵活的蹲下、爬行和扫描深度和狭窄的洞穴沟渠。与全自动处理相结合，他们能够快速生成准确可靠的结果。

尽管扫描仪主要是一种手持设备，但也可以安装在无人机（UAV或“无人机”）上进行空中测量。在洞穴或采矿环境中，使用无人机和扫描仪可以为测量员提供显著的优势。当面临容易坍塌的区域时，无人机提供了一种快速、安全的检查方法，否则人类测量员进入该区域将不安全。因此，这种方法通常用于矿工在计划爆破后检查矿井，以确保结构安全。

虽然这些应用为保护参与者的安全提供了巨大的好处，但无人机在洞穴和矿井中的使用依赖于空间和能见度来安全操作装备了SLAM的无人机。在深时间实验中，扫描仪可以安装在摇篮或可伸缩杆上，以进入洞穴黑暗深处和高洞穴中难以到达的潜在危险区域。这些额外的设备不仅允许团队进入洞穴的所有部分，还确保了他们在几乎漆黑的环境中进行调查时的健康和安全。

关闭o向身外的世界

许多传统的数字制图设备程序严重依赖GPS提供精确计算距离和比例尺的原点。然而，由于隆布里夫斯洞穴的一部分高达地面以下90米，这种数据收集方法是不可能的。

由于不需要卫星定位的帮助，SLAM技术使扫描能够在复杂和封闭的空间进行，包括地下深处。使用统计和数学算法，SLAM设备同时在扫描和地图中定位自身，使用激光雷达源和惯性测量单元（IMU）提供的基本位置数据创建位置的虚拟3D图像。这种方法允许设备跟踪自己的位置，同时编译周围环境的准确完整的3D点云。

ZEB地平线扫描仪自给自足的内部坐标系统在整个洞穴中使用已知的控制点。可以使用GeoSLAM的“调整到控制”(Adjust to Control)功能手动对其进行地理引用，也可以使用Connect软件自动对其进行地理引用。

最终的结果

该处理软件自动将包含3900多万个点的一系列3D扫描数据集连接在一起，从而成功绘制出欧洲最大的洞穴之一。该团队随后能够减少扫描漂移，并删除软件中的外围数据点，以提供位置的清晰可视化，此外，他们能够优先考虑平面表面，这在这些嘈杂的环境中尤其有益。

由于基于slam的多功能性扫描技术，参与者能够克服Lombrives洞穴苛刻环境带来的挑战。Deep Time项目成员能够快速准确地扫描地下环境，同时在整个实验期间保持安全。

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我Grotte De Lombrives的交互样本数据．