6月10-11日，北京國(guó)家會(huì)議中心，以“構(gòu)筑地理信息新生態(tài)”為主題的2015年全球地理信息開(kāi)發(fā)者大會(huì) (WGDC2015)在此拉開(kāi)帷幕。

　　6月11日，WGDC2015-智慧城市峰會(huì)在北京國(guó)家會(huì)議中心4層報(bào)告廳舉辦。WGDC自2012年起開(kāi)始舉辦，四年時(shí)間里，伴隨著中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，WGDC已經(jīng)成為位置與空間領(lǐng)域最具影響力的技術(shù)創(chuàng)新盛會(huì)。

　　其中智慧城市峰會(huì)一直都是WGDC分論壇中的主力，今年的智慧城市峰會(huì)更加精彩：來(lái)自政府部門(mén)、地理信息行業(yè)、規(guī)劃領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)、英國(guó)的嘉賓為我們分享了自己的觀點(diǎn)、案例和產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)氣氛熱烈、精彩觀點(diǎn)迸發(fā)、掌聲不斷。

　　在智慧城市峰會(huì)中，北京華泰天宇科技有限公司總裁鄭勇帶來(lái)了主題為“室內(nèi)移動(dòng)測(cè)量解決方案：SLAM”的精彩演講。

　　以下為演講實(shí)錄(未經(jīng)本人核實(shí))：

　　鄭勇：謝謝大家，各位下午好，感謝3sNews，非常高興有這個(gè)機(jī)會(huì)跟大家交流。這兩天我們看了很多很多很令人激動(dòng)的一些東西，一些產(chǎn)品，一些技術(shù)，比如另外一個(gè)論壇是傾斜攝影和無(wú)人機(jī)的論壇，傾斜攝影和智慧城市怎么發(fā)生關(guān)系呢?昨天我剛剛把奧運(yùn)村的傾斜三維打開(kāi)看了，我們看到鳥(niǎo)巢、水立方，之后到我們的會(huì)議中心。當(dāng)他的鼠標(biāo)點(diǎn)到會(huì)議中心門(mén)口的時(shí)候，有人問(wèn)你能不能進(jìn)去?還有很多做街景的給大家街景看看的很好，街景到某個(gè)商場(chǎng)的門(mén)口，有人問(wèn)你們能不能進(jìn)去。還有很多移動(dòng)互聯(lián)公司做智慧商場(chǎng)，包括做智慧建筑，需要精準(zhǔn)的獲得二維或者三維地圖的依據(jù)，如何獲取，很多移動(dòng)互聯(lián)，他們做智慧商場(chǎng)，地下停車(chē)場(chǎng)，如何獲取?所以，今天我跟各位探討的是我們室內(nèi)測(cè)量技術(shù)，如何用很高的效率盡快的得到室內(nèi)的二三維，這是我們今天探討的主題。

　　我會(huì)講的比較快，所以大家如果感興趣，可以關(guān)注我們的微信公眾號(hào)。我們室內(nèi)移動(dòng)技術(shù)，其實(shí)主要是兩部分，一個(gè)是Mobile，一個(gè)是Indoor。移動(dòng)測(cè)量不用多講了，移動(dòng)測(cè)量就是迅速獲取海量數(shù)據(jù)的手段，我們老講大數(shù)據(jù)，其實(shí)大數(shù)據(jù)真正的基礎(chǔ)是什么?是一個(gè)能夠迅速的獲取海量數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)采集的技術(shù)手段。我們首先有了這種手段，能夠采集數(shù)據(jù)，后面才是數(shù)據(jù)應(yīng)用的問(wèn)題。所以，這個(gè)數(shù)據(jù)獲取手段非常重要。我們今天講的就是這部分內(nèi)容。

　　移動(dòng)測(cè)量能不能進(jìn)入室內(nèi)?我們看了很多測(cè)量設(shè)備，包括傾斜攝影，其實(shí)也是一種移動(dòng)測(cè)量，只是在天上的。室內(nèi)你們可能見(jiàn)的很少。這個(gè)可能是用的很多，一款非常好的室內(nèi)掃描的設(shè)備，激光三維掃描儀，它是相位的，所以掃描室內(nèi)非常合適。比如我用它掃整個(gè)國(guó)際會(huì)議中心，它的整個(gè)工作可能持續(xù)幾個(gè)月。我們的方案是什么?這是我們很早，2011年的時(shí)候最早的雛形，但那時(shí)候我們就叫移動(dòng)，所以我們可以在室內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)掃描。移動(dòng)掃描和靜態(tài)的區(qū)別在哪兒?首先是效率，如果我只掃描一層，大概要幾個(gè)小時(shí)，我們?nèi)绻咭蝗?，大概一二十分鐘，這就是效率的問(wèn)題，是幾十倍的對(duì)比。

　　在數(shù)據(jù)處理上面，當(dāng)你拿到一個(gè)室內(nèi)的靜態(tài)站的點(diǎn)云，可能有幾百上千個(gè)點(diǎn)云要拼起來(lái)，這個(gè)工作量非常巨大，現(xiàn)在有很多自動(dòng)拼接的方式，但是跟操作人的技巧有很大關(guān)系。我們是沒(méi)有拼接的，一次性掃描出來(lái)的是完整的激光點(diǎn)云，所以我們?cè)邳c(diǎn)云拼接上面效率會(huì)高幾十倍。大量的點(diǎn)云拼接之后，會(huì)造成漂移的誤差，因?yàn)槲覀兪且淮涡灾苯映蓤D的完整的點(diǎn)云，所以我們沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。還有我們會(huì)遇到靜態(tài)采集，它會(huì)遇到一些死角的問(wèn)題，就是你掃描的東西是不可視的。我們有可能比如屏幕后面是我關(guān)注的東西，我擺在這兒沒(méi)有掃掉，如果意識(shí)到了，可以在這兒再加一站，掃了再拼起來(lái)，有的可能太多，就會(huì)漏了，我們不會(huì)發(fā)生這個(gè)問(wèn)題。

　　這個(gè)不是我們做的效果圖，這是我們?cè)趯?shí)際掃描的時(shí)候?qū)崟r(shí)的一個(gè)畫(huà)面的圖。中間這個(gè)三角的位置就是我們掃描的移動(dòng)設(shè)備，我在辦公樓里移動(dòng)的時(shí)候，所有可掃描的東西都是可視的，走到哪兒能看到哪兒。這里面比如有一些遮擋，有一些點(diǎn)是擋住了，擋住這些點(diǎn)可能不關(guān)鍵，不是那么重要。如果重要的靜態(tài)的需要支一單過(guò)去，如果那邊需要掃，可能走一圈，可能多增加幾十秒的時(shí)間，效率非常高。所以，有了這套東西，所有你要掃描的建筑在你的掌控之內(nèi)，不會(huì)擔(dān)心丟一些死角。

　　這是移動(dòng)，就是帶來(lái)效率上的提高，Indoor的部分。室內(nèi)移動(dòng)為什么大家都不能做?它的瓶頸就在這兒，因?yàn)槲以谑覂?nèi)沒(méi)有GPS，沒(méi)有位置，我怎么做?看看這個(gè)方案。這個(gè)是我很尊敬的一家業(yè)內(nèi)很有名的公司，我在這個(gè)公司前后待過(guò)將近十年，這是一款非常好的設(shè)備，首先是集成了一個(gè)整機(jī)，它本身IMU造價(jià)非常高，這種太昂貴的設(shè)備，可能在我們國(guó)內(nèi)很難普及。它自己有一套不錯(cuò)的算法，它的算法里面要求你在同一個(gè)已知點(diǎn)上做初始化，做一次初始化是45分鐘，就是45分鐘不能工作，要停在那兒，這個(gè)對(duì)我們來(lái)說(shuō)挺難接受，因?yàn)閷?duì)我來(lái)說(shuō)，45分鐘可以完成一棟樓了，沒(méi)有辦法能夠忍受它停在那里。

　　這是我們的做法，今天來(lái)的很多，我們有很多專(zhuān)家，包括有人到我們的展臺(tái)上說(shuō)我五年前就搞過(guò)這個(gè)算法，我們只是把它真正做成一個(gè)商業(yè)化的產(chǎn)品。我們用的是SLAM，這是一個(gè)機(jī)器人上用的技術(shù)，這邊有一個(gè)激光頭。什么是SLAM?同步定位與制圖算法。什么叫同步定位與制圖，它把移動(dòng)測(cè)量分成兩個(gè)部分，我們?cè)谧鲆苿?dòng)測(cè)量的時(shí)候，測(cè)量的掃描儀或者相機(jī)是做Mapping，Location的設(shè)備，所以我們必須加起來(lái)才能做結(jié)果。

　　同步是什么意思?我們用激光雷達(dá)獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)用Mapping做Location。我們里面沒(méi)有GPS，也沒(méi)有IMU，它完全靠本身對(duì)環(huán)境的確定來(lái)定自己的位置。這是搞SLAM的專(zhuān)家對(duì)SLAM的解釋?zhuān)琒LAM就是一個(gè)測(cè)圖的過(guò)程，就是對(duì)你不熟悉的建筑，對(duì)熟悉的環(huán)境測(cè)圖。怎么理解呢?如果我現(xiàn)在站在這里邊，我想掃描這個(gè)大廳，當(dāng)我一個(gè)沒(méi)有定位的設(shè)備，我站在這里的時(shí)候，其實(shí)我不知道我在什么位置。

　　為什么機(jī)器人它一定能找到路徑，從這個(gè)門(mén)出去，不會(huì)走下去，因?yàn)闄C(jī)器人完全是對(duì)環(huán)境的判斷，它會(huì)判斷，走到這個(gè)位置會(huì)摔下去，這邊有人，我不能過(guò)去，然后怎么判斷?這種判斷就是一個(gè)測(cè)圖的過(guò)程。所以，我的設(shè)備開(kāi)機(jī)之后，第一分鐘把它打開(kāi)，迅速的呈現(xiàn)一個(gè)二維的平面圖根據(jù)環(huán)境，激光雷達(dá)掃了一個(gè)平面圖之后，我自然知道我處于平面圖的什么位置。當(dāng)我再走一步的時(shí)候，繼續(xù)掃描，繼續(xù)確定我的位置，同時(shí)把前面的位置記錄下來(lái)，這個(gè)就是SLAM。就是我在移動(dòng)中根據(jù)環(huán)境定我的位置，反而把路徑記錄下來(lái)。

　　所以，SLAM是一個(gè)非常好的室內(nèi)的設(shè)備，其實(shí)不止室內(nèi)，我們?cè)诔鞘欣铮诮ㄖ?，或者在很多林子遮擋很厲害的衡量下，GPS用的越好的空間，SLAM越是沒(méi)用的，GPS越困難，完全不能用的環(huán)境里，對(duì)SLAM來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)特別好的環(huán)境，我通過(guò)這個(gè)就可以定位。

　　那么，SLAM的一個(gè)數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，是什么過(guò)程呢?它的第一步是我們先解算一個(gè)二維圖，剛才那個(gè)屏幕是一個(gè)實(shí)時(shí)的二維圖，這都是我們測(cè)的二維圖，然后它里面大量的工作做一個(gè)Auto-constraint，當(dāng)你比如想人的步數(shù)5公里，設(shè)備的掃描距離30米，我從這個(gè)地方往前走的時(shí)候，這個(gè)墻會(huì)掃很多遍，會(huì)有大量冗余的數(shù)據(jù)。所以，前兩天我們?cè)谌豪镉懻?，有人置疑你的精度怎么能達(dá)到，精度是這樣的，通過(guò)你大量的數(shù)據(jù)，你一定會(huì)想辦法進(jìn)行校準(zhǔn)，提高精度，這個(gè)就是大量數(shù)據(jù)，當(dāng)然在這個(gè)圖會(huì)非常難。

　　找到大量它是自動(dòng)的，所以軟件處理都是自動(dòng)的，在constraint會(huì)形成精準(zhǔn)的二維圖，有了精準(zhǔn)的二維圖后，我們?cè)谶@上面處理三維的點(diǎn)云，所以為什么點(diǎn)云沒(méi)有拼接是一個(gè)整體，因?yàn)槲覀兙珳?zhǔn)的框架，所以我們?nèi)S的位置是非常準(zhǔn)的，是沒(méi)有漂移的，這是加了影像的效果，這個(gè)只是我放大了一個(gè)局部給大家看，我們精準(zhǔn)二維圖看起來(lái)很好，包括那個(gè)圖，輸入到CAD可以直接用，但是它不是線畫(huà)圖，還是一個(gè)二維的點(diǎn)云，所有的放大了之后全是點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

　　SLAM的現(xiàn)狀是怎么樣呢?全球有很多SLAM論壇，可能都是搞機(jī)器人，但是寫(xiě)論文的很多，真正出成果的全球應(yīng)該不超過(guò)兩家。我曾經(jīng)工作的一個(gè)瑞士的公司，他們剛剛發(fā)布了一款SLAM的背包，那個(gè)細(xì)節(jié)大家可以去關(guān)注一下，他們SLAM真正要用的時(shí)候可能要到明年的2月份。這是我們的設(shè)備，我們的設(shè)備怎么配置?它有三個(gè)激光頭，一個(gè)可以向上掃270度，向下掃270度，中間這個(gè)激光頭，它就是我們所有的SLAM算法從它來(lái)的，它不參與三維的點(diǎn)云，它只是在做一個(gè)二維的平面，完全是做SLAM定位用的，所有的定位是從中間這個(gè)激光頭來(lái)的。

　　所以，我們后面有幾款同類(lèi)的設(shè)備，它一定在中間某個(gè)位置，有一個(gè)水平的激光頭。再看這個(gè)圖的時(shí)候，可能之前是掃描到這里，其實(shí)剛剛相反，甭管掃還是不掃，墻就在這里，只不過(guò)因?yàn)槟銙吡怂?，才知道自己的位置，所以剛好是反過(guò)來(lái)的關(guān)系。剛剛講的是一個(gè)激光的SLAM，這個(gè)是影像的SLAM，有了SLAM影像的技術(shù)，可以允許你用很便宜的GPS和IMU低成本達(dá)到很高的精度。

　　講一下SLAM的產(chǎn)品系列，iMMS就是我們?nèi)S的設(shè)備，它的用處除了一些建筑，還有一些地方可以用，比如一些軍管的地區(qū)，對(duì)位置很敏感的區(qū)域，禁止使用GPS，這種情況下，我們可以用這種設(shè)備，這樣我們只提供一個(gè)三維的信息是不帶任何位置的。這個(gè)是可以的。它是整合了360度影像，影像的采樣監(jiān)測(cè)可以自己設(shè)，影像可以幫你提供色彩，可以提供彩色電云，還有能夠提供影像，幫你做3D的建模。這是我們商場(chǎng)的一個(gè)掃描，是一個(gè)閉合的結(jié)構(gòu)，所以這個(gè)精度是非常好的。主要的一些參數(shù)，它的精度是1厘米，激光雷達(dá)范圍30米。

　　這是另外一款設(shè)備，也是用SLAM算法，這個(gè)是所有的移動(dòng)互聯(lián)公司，或者測(cè)試二維圖的最?lèi)?ài)，這個(gè)設(shè)備和iMMS用的是完全一樣的技術(shù)，所以它上面有一個(gè)激光圖，只不過(guò)它用一個(gè)激光雷達(dá)進(jìn)行SLAM算法，算它的二維圖，同時(shí)我們后處理提供精準(zhǔn)的二維圖，所以屬于拿著走一圈，在室內(nèi)就能提供非常精準(zhǔn)的二維地圖的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備也是第一代，其實(shí)我們已經(jīng)停了，我們展臺(tái)上有新一代產(chǎn)品，有些人可能看到了。

　　這個(gè)基于iMMS是一樣的技術(shù)，用SLAM，但是它有一個(gè)區(qū)別，嵌入了一個(gè)AHRS的一個(gè)姿態(tài)校正，我是IMU提供它姿態(tài)的控制，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)備如果拿在人的手里，走路的時(shí)候會(huì)有顛簸，我是用它修整姿態(tài)的，肯定不是用IMU進(jìn)行定位的。常規(guī)的室內(nèi)測(cè)圖二維的方法，多數(shù)用手持的測(cè)距儀，它可以達(dá)到掃描，但是它的測(cè)量方式實(shí)際上精度很低，而且它要拼起來(lái)，所以它里邊會(huì)有很多你拼接的誤差。

　　我們是整體的一次性成圖，所以這個(gè)效率，高100倍，它不是一個(gè)準(zhǔn)確值，但是越復(fù)雜的環(huán)境我們的效率越高，可能高到幾百倍。一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)的商場(chǎng)，兩萬(wàn)平米的商場(chǎng)，你多久幫我測(cè)完，我說(shuō)我不好估，因?yàn)槲也恢滥愣鄰?fù)雜，我可以半天給你把最終結(jié)果測(cè)完，半天給你成圖。這個(gè)是在商場(chǎng)、超市、辦公樓等用處非常大，這個(gè)背包是一個(gè)示意性的，很多移動(dòng)互聯(lián)的公司，這個(gè)背包是他們的最?lèi)?ài)，他們希望不出現(xiàn)專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，能夠幫他們輕輕松松出圖，我只需要背著包走一圈，就能夠把商場(chǎng)的二維圖精準(zhǔn)的測(cè)出來(lái)。

　　這是另外一款產(chǎn)品，這是一個(gè)純影像的產(chǎn)品，但是你注意，我們跟別人不一樣，我們別人做博物館，我們看到很多場(chǎng)景，比如會(huì)議中心，把房間打開(kāi)是一個(gè)360度的全景都可以看，它會(huì)設(shè)一個(gè)箭頭，一點(diǎn)切到另外一個(gè)廳，到無(wú)人機(jī)論壇，但是它是獨(dú)立的拍攝的，我們加了一個(gè)激光雷達(dá)，它用的和前兩款產(chǎn)品是一樣的技術(shù)，加了一個(gè)云拍，當(dāng)我停下來(lái)，按一下，拍八張，它是相機(jī)兩三千萬(wàn)的效果是不能比的。

　　它最大的優(yōu)勢(shì)是我所有的照片都不是獨(dú)立的，我有一個(gè)姿態(tài)和位置信息在里邊。這個(gè)產(chǎn)品我們剛開(kāi)始沒(méi)有做商業(yè)化，是給英國(guó)的一個(gè)奢侈品店設(shè)計(jì)的，奢侈品點(diǎn)虛擬店各實(shí)體店是一樣的，它的廣告是女孩逛商場(chǎng)，電話鈴響退出來(lái)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)她不是逛商場(chǎng)，是對(duì)著電腦。只有單獨(dú)點(diǎn)出這雙鞋，才彈出這雙鞋的三維模型。它有什么用?這個(gè)應(yīng)該是上海FI的作品，它用影像三維，用照片合成的三維，肯定是非常不錯(cuò)的。但是，它的數(shù)據(jù)處理量巨大，要處理很久，連續(xù)影像就是我不需要把影像建三維，又可以實(shí)現(xiàn)這樣的效果。

　　這個(gè)是人民大會(huì)堂金色大廳的例子，當(dāng)時(shí)用掃描建模做的，后來(lái)我們探討，這種金色大廳只是展示，不需要量側(cè)，只需要視覺(jué)效果，是胡總他們做的，當(dāng)時(shí)好像做了很久。但是，如果用影像，可以做的非?？欤瑤滋斓臅r(shí)間可以做完。

　　IMU老有人問(wèn)，你們是不是集成了IMU，我們?cè)谛乱淮a(chǎn)品里面是集成了IMU。但是，我們不是把它作為一個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，我覺(jué)得IMU它根據(jù)時(shí)間的漂移是沒(méi)有辦法在沒(méi)有位置的情況下把它修正，我覺(jué)得是很難的。IMU它提供瞬間的姿態(tài)，提供Pitch&Roll。它解決什么呢?一個(gè)是解決產(chǎn)品高程的變化。還有顛簸，大家可能看到一些故宮的照片，我們加了IMU能夠?qū)λ淖藨B(tài)進(jìn)行糾正，很顛的情況下達(dá)到很平滑的數(shù)據(jù)。

　　同時(shí)，IMU后面我們可以做SLAM 3D。這是一個(gè)產(chǎn)品我認(rèn)為是最完美的作品，它用SLAM 3D的作品，用了一個(gè)背包，一個(gè)很知名的公司發(fā)布了很類(lèi)似的產(chǎn)品，但是如果你們有興趣，可以要求他們給你做一下測(cè)試，我估計(jì)很難。這個(gè)照片是我們?cè)谛菟勾髮W(xué)做測(cè)試的效果，休斯大學(xué)也在做研究，我們整個(gè)測(cè)試做的非常好，我們只是沒(méi)有把它產(chǎn)品化，我們把產(chǎn)品做好之后，很快就可以出來(lái)。

　　看一下這個(gè)地下停車(chē)場(chǎng)的案例，很多人在找地下停車(chē)場(chǎng)的方案說(shuō)非常難，不知道怎么做。其實(shí)非常容易。這邊是點(diǎn)云+影像的項(xiàng)目，它需要畫(huà)車(chē)位，把車(chē)位號(hào)標(biāo)出來(lái)，我們通過(guò)匹配影像，很容易標(biāo)特征點(diǎn)，輸入到CAD，直接可以成圖，我們做車(chē)位非常的容易，這是三維的。還有二維的地下車(chē)庫(kù)解決方案，比較復(fù)雜一點(diǎn)，但是整個(gè)從設(shè)備成本來(lái)說(shuō)，二維的比三維的成本低很多。

　　這是對(duì)建筑的一個(gè)掃描，我們剛剛在南京掃了一個(gè)大的工廠，這種車(chē)間里面，很多的生產(chǎn)線，很多的設(shè)備，這種是靜態(tài)掃描的一個(gè)惡夢(mèng)。它特別難，而這種環(huán)境是最適合我們的，我們只需要在里面走，你如果復(fù)雜，我們就多走一點(diǎn)，如果簡(jiǎn)單就少走一點(diǎn)，基本走一圈可以完成任務(wù)。

　　這是故宮的數(shù)據(jù)，上面這張圖，這個(gè)邊界就是因?yàn)榈孛娴钠鸱秳?dòng)所引起的。這是地鐵，還有人防工程，這是很狹長(zhǎng)的，再長(zhǎng)的掃描儀也掃不了太遠(yuǎn)，所以可能拼接需要很多站，我們只需要沿著走一遍過(guò)去，整個(gè)隧道的模型就出來(lái)了。今天就講到這里，非常感謝大家的時(shí)間，如果大家有興趣可以關(guān)注我們的公眾號(hào)，或者跟我們聯(lián)系。謝謝大家！