Avez-vous déjà scanné une grande sculpture de taille ou un objet, et les résultats de mesure sont une catastrophe totale? La numérisation des grands objets de taille peut être difficile à mesure que les erreurs s'accumulent sur une certaine distance pendant la mesure.
Comment éliminer les erreurs accumulées? En intégrant la photogrammétrie avec le balayage 3D, nous pouvons améliorer la vitesse et la précision de la collecte des données et du processus de modélisation 3D.
Le mot «photogrammétrie» a été inventé par l'architecte prussien Albrecht Meydenbauer dans son article «Die Photométrographie» en 1867. La photogrammétrie se développe à partir de la table plane, analogie, analytique à la photogrammétrie numérique. Chaque phase de son développement s'étend sur 15 ans. Dans ce blog, nous nous concentrons principalement sur la photogrammétrie numérique.
La photogrammétrie est une technique de mesure qui prend des photographies sous différents angles pour obtenir des coordonnées 3D. Plus précisément, il extrait des informations géométriques en triangulant les emplacements des points sur le sujet.
Photogrammetry software can find characteristic points that are repeated in photos. The distance of these points can be inferred using triangulations. The more photos we take from different angles, the more accurate these locations are. Finally, these points would be converted into a mesh and a Modèle 3D.
La photogrammétrie peut utiliser des images de la photographie aérienne parmi d'autres sources, offrant une précision et une profondeur améliorées en analysant plusieurs photographies prises à partir de divers points de vue, sans s'y limiter. Alors que la photographie aérienne sert à capturer des images offrant un aperçu général du terrain, la photogrammétrie approfondit, offrant des mesures méticuleuses de la distance, de la zone et de la direction, dépassant les erreurs de position inhérentes trouvées dans l'imagerie aérienne traditionnelle.
L'essence de la photogrammétrie réside dans son utilisation de plusieurs photographies qui se chevauchent tirées de divers points de vue et angles. Grâce à l'analyse complexe et à la corrélation de ces images, la photogrammétrie reconstruit une représentation 3D de la scène, en extraissant des données spatiales précises avec une fidélité remarquable.
Cette méthode trouve une application approfondie dans diverses disciplines telles que l'architecture, l'ingénierie, l'arpentage et le contrôle de la qualité, où l'exactitude dans la mesure est primordiale. En tirant parti de la synergie entre les techniques d'imagerie avancées et les algorithmes de calcul, la photogrammétrie apparaît comme un outil indispensable pour capturer et quantifier les subtilités de notre environnement physique avec une précision et une efficacité inégalées.
Dans la photogrammétrie métrique, les ingénieurs hiérarchisent la précision, tirant parti des points nécessaires sur le nombre de pixels pour des tâches telles que le contrôle de la qualité et l'ingénierie inverse. Cette méthode extrait des mesures et des positions précises à partir d'images utilisant des algorithmes de précision et des points clés pour créer des modèles.
La photogrammétrie offre des solutions exactes et efficaces pour l'arpentage, la conception, l'analyse et la documentation. Il est essentiel en ingénierie pour créer des cartes, des modèles et des orthophottes détaillés pour les infrastructures et les évaluations environnementales. Il produit également une documentation précise des structures existantes, aidant les rénovations et la maintenance.
De plus, la photogrammétrie améliore la conception et la visualisation avec des modèles 3D, identifie les conflits et réduit les coûts. Il surveille la construction, vérifiant les écarts pour maintenir la qualité et la sécurité.
Le scanner laser 3D utilise des lasers pour scanner la géométrie d'un objet et obtenir ses données 3D. Une fois tous les points capturés, un nuage de points dense est généré, qui peut être utilisé pour créer un modèle 3D.
La plupart des scanners 3D sur le marché sont capables de scanner des objets dont les tailles sont dans une plage de 1 m, alors qu'il est difficile pour ces scanners 3D de scanner de grands objets à l'échelle comme les éoliennes, les plans et les bâtiments. C'est là que la photogrammétrie entre en jeu.
Lors de la mesure d'un objet avec photogrammétrie, la première étape consiste à mettre des marqueurs réfléchissants sur la surface de l'objet et à coder les cibles qui l'entourent. Une barre d'échelle est également nécessaire pour servir de référence. Ensuite, les photos sont prises sous différentes perspectives, tout en vous assurant de prendre des photos qui se chevauchent.
Ces photos aideront à construire une géométrie 3D générale de l'objet. Les détails de la surface de l'objet peuvent ensuite être capturés à l'aide d'un scanner 3D.
Avec une résolution élevée et des caméras à cadre complète, un système de photogrammétrie peut vous donner la sortie de la plus haute qualité. Grâce à sa grande zone de tir et ses algorithmes précis, il peut réduire les erreurs de connexion qui s'accumulent sur la distance.
Scantech offers Système de photogrammétrie MSCAN for scanning large-scale objects, with high requirements in accuracy and measurement repeatability. MSCAN photogrammetry system can work alone, or work with handheld 3D scanners, to achieve a volumetric accuracy of up to 0.015 mm/m.
Mscan
Kscan
Pour porter la photogrammétrie à un nouveau niveau, SCantech fournit un scanner 3D composite KSCAN. Il apporte un balayage laser infrarouge, un balayage laser bleu et une photogrammétrie en un seul appareil.
Il fournit des résultats de balayage hautement reproductibles avec de grands détails dans une grande efficacité. En ce qui concerne la mesure, il convient à la fois pour les grands objets à grande échelle et minuscules.
Here is an example of how KSCAN 3D scanner helps to inspect a équipement de transport de planète pour une éolienne. Le diamètre de ce type d'équipement de support de planète est généralement plus grand que 1 mètre et pèse plus d'une tonne métrique.
Usually, planet carrier gears are produced in small batches as the types of planet carrier gears vary. Engineers can get every single detail of the part and obtain precise 3D measurement results, using KSCAN - Scanner Magic 3D with built-in photogrammetry,
Pour optimiser les résultats de la photogrammétrie, un ensemble de photos soigneusement organisé est crucial, fournissant suffisamment d'informations pour déduire les données requises. Alors qu'une caméra capture une scène en 2D, la photogrammétrie analyse ces images pour créer un modèle 3D. Des images de chevauchement suffisantes sont nécessaires pour reconstruire un modèle 3D complet. Cependant, le nombre de photos requis dépend de la complexité et des besoins du projet de l'objet. Les algorithmes de photogrammétrie clés comprennent:
Les algorithmes correspondants des fonctionnalités identifient et alignent les fonctionnalités correspondantes à travers des images qui se chevauchent qui détectent méticuleusement des caractéristiques distinctives telles que les coins, les bords ou les points clés dans les images, facilitant l'établissement de correspondances entre les points dans différentes images. En faisant correspondre avec précision les caractéristiques, les systèmes photogrammétriques peuvent par la suite trianguler et reconstruire la structure des trois - dimensions de la scène avec précision et fidélité.
Réglage du faisceau affinez les positions et les orientations estimées des caméras dans une configuration photogrammétrique. En minimisant les disparités entre les caractéristiques de l'image observées et prévues, l'ajustement du faisceau assure la cohérence et la précision de la scène 3D reconstruite.
Les algorithmes de triangulation forment la pierre angulaire de la reconstruction 3D dans la photogrammétrie. Ces algorithmes calculent les trois - coordonnées dimensionnelles de points de la scène par des rayons qui se croisent projetés à partir de points correspondants dans plusieurs images. Grâce à la triangulation, les systèmes photogrammétriques peuvent reconstruire avec précision la géométrie spatiale des objets et des surfaces, permettant la création de modèles 3D détaillés et réalistes.
Les algorithmes de génération de DEM estiment l'élévation des points de terrain en analysant les paires d'images stéréo. Des méthodes telles que l'appariement stéréo, la correspondance dense des images ou le balayage de lumière structuré sont utilisées pour reconstruire la topographie du terrain.
Les algorithmes d'extraction de caractéristiques identifient et extraient des objets ou des structures d'intérêt spécifiques à partir de données photogrammétriques. Ces algorithmes peuvent détecter et délimiter les bâtiments, les routes, la végétation ou d'autres caractéristiques culturelles et naturelles, selon les exigences de l'application. L'extraction des fonctionnalités facilite l'extraction d'informations précieuses pour les tâches telles que l'urbanisme, la surveillance environnementale et la réponse aux catastrophes.
Bien que les principes fondamentaux de la photogrammétrie restent cohérents, il existe deux catégories principales concernant son application qui dépendent largement des exigences individuelles d'un projet.
Les domaines de la conservation du patrimoine culturel, de la conceptualisation architecturale, des schémas de conception de produits et des simulations de réalité virtuelle nécessitent l'utilisation d'outils de rendu photoréalistes pour représenter de manière réaliste des objets de scénarios réels. En règle générale, des modèles très détaillés incorporant une multitude de pixels amplifient la qualité et la précision.
L'incorporation de la couleur pour la modélisation 3D via la photogrammétrie consiste à se procurer un éventail d'images colorées à haute - Fidelity capturant diverses perspectives pour recréer collectivement une impression ou une représentation complète. Suivre cette étape est l'utilisation de systèmes logiciels photogrammétriques avancés qui fusionnent ces visuels capturés en structures ou modèles 3D méticuleusement détaillés. L'intégration par la suite des détails de couleurs extraites des captures initiales confère à ces modèles calculés de réitérer authentiquement l'apparence du sujet principal.
La forme finale du modèle est souvent imparfaite. Les scanners 3D généraux peuvent parfois lutter avec des surfaces brillantes, transparentes ou noires, mais avec la photogrammétrie, le nombre d'artefacts et de bruit que vous devez inévitablement à gérer est beaucoup plus grand. Le résultat final est un modèle avec des textures HD, mais aussi avec beaucoup de bruit et de géométrie imparfaite.
Une fois la reconstruction géométrique terminée, les informations de couleur de l'image d'origine sont appliquées à la texture de surface du modèle. Cela implique de cartographier les couleurs dans une image à des points correspondants dans un modèle 3D, créant ainsi une représentation visuellement réaliste d'un objet ou d'une scène.
