摘要: 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中进行了一项名为“深度时间”的开创性隔离实验。在低光照、10⁰C 的环境温度和 100% 的湿度水平下，密切监测环境对身体和心理的影响。该研究得到了 GeoSLAM 的地理空间测绘专家和技术的支...
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中进行了一项名为“深度时间”的开创性隔离实验。在低光照、10⁰C 的环境温度和 100% 的湿度水平下，密切监测环境对身体和心理的影响。该研究得到了 GeoSLAM 的地理空间测绘专家和技术的支持。
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—而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洞穴扎营，在没有钟表、阳光，与外界零接触的情况下度过了40天。该研究旨在深入了解人类对孤立的适应性的限制，测试了人类在具有挑战性的环境中耐力的局限性。
形成了一个“深度计时器”社区，参与者每个人都被分配了 特定的角色和职责，执行任务以提供每天的结构感。在项目期间，团队的每个成员每天进行 50 多项科学测试和协议，从认知和感官能力测试到遗传学。第一个任务是使用 GeoSLAM 的同步定位和地图绘制 (SLAM) 技术对位置进行深入、完整的扫描。
该项目提出了许多复杂的挑战，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 没有任何 GPS。用于数字测绘的传统基于三脚架的系统 会给此类工作带来许多困难。除了需要专业测量员准确设置设备外，不平坦、具有挑战性的地形还会导致许多其他并发症，导致数据收集方法费时费力。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 “拿起并移动”以创建任何位置的详细点云。
具有挑战性的情况
为了清楚地了解他们的新环境，该团队对复杂的洞穴系统 进行了数字扫描，该系统由两个刚好可以爬过的狭窄通道和 高达 70m 的巨大洞穴组成。凭借每秒 300,000 个点的采集 速率、1-3cm 的精度（取决于扫描环境）以及以 100m 的 范围容量捕获复杂测量的能力，手持式 ZEB Horizon 扫描仪克服了这些问题。简单的设置和“步行和扫描” 数据收集方法为团队提供了蹲伏、爬行和扫描洞穴深处和 狭窄运河的灵活性。结合全自动处理，能够快速创建准确可靠的结果。
虽然主要是手持设备，但扫描仪也可以安装到无人驾驶飞行器 （UAV 或“无人机”）上以进行航测。使用带有扫描仪的无人机 可以为测量员在洞穴或采矿环境中提供显着优势。当面对容易 倒塌的区域，否则人类测量员进入是不安全的，无人机提供了 一种快速安全的检查方法。因此，这种方法通常用于使矿工 能够在计划引爆后检查地雷，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，但在洞穴和矿井中使用无人机依赖于空间和能见度来安全操作配备 SLAM 的无人机。在 Deep Time 实验中，扫描仪可以安装在支架 或可伸缩杆上，以进入洞穴中难以到达且具有潜在危险的区域，无论是在洞穴的黑暗深处还是在高洞中。这些额外的设备不仅 使团队能够进入洞穴的所有部分，而且在几乎漆黑的环境中 进行调查时，还确保了他们的健康和安全。
与外界隔绝
许多传统的数字地图设备程序严重依赖 GPS 来提供原点以 准确计算距离和比例。然而，Lombrives 的部分洞穴深达地 平面以下 90m，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 封闭的空间中进行，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，使用激光雷达源结合惯性测量单元 (IMU) 提供的基本位置数据，创建该位置的虚拟 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和完整的 3D 点云。
ZEB Horizon 扫描仪的自给自足内部坐标系在整个 洞穴中使用了已知的控制点。它可以使用 GeoSLAM 的 调整控制功能手动进行地理配准，也可以使用 Connect 软件自动进行地理配准。
