Você já examinou uma grande escultura de tamanho, ou o objeto, e os resultados da medição são um desastre total? A varredura de objetos de tamanho grande - pode ser desafiadora à medida que os erros se acumulam em uma certa distância durante a medição.
Como podemos eliminar erros acumulados? Ao integrar a fotogrametria com a varredura 3D, podemos melhorar a velocidade e a precisão da coleta de dados e o processo de modelagem 3D.
A palavra “fotogrametria” foi cunhada pelo arquiteto prussiano Albrecht Meydenbauer em seu artigo “Die Photometrographie” em 1867. A fotogrametria se desenvolve a partir de tabela plana, analogia, analítica a fotogrametria digital. Cada fase de seu desenvolvimento se estende cerca de 15 anos. Neste blog, focamos principalmente na fotogrametria digital.
A fotogrametria é uma técnica de medição que tira fotografias de diferentes perspectivas para obter coordenadas 3D. Especificamente falando, extrai informações geométricas, triangulando os locais dos pontos sobre o assunto.
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 Modelo 3D.
A fotogrametria pode utilizar imagens da fotografia aérea, entre outras fontes, oferecendo maior precisão e profundidade analisando várias fotografias tiradas de vários pontos de vista, não limitados a vistas aéreas. Enquanto a fotografia aérea serve para capturar imagens que fornecem uma visão geral do terreno, a fotogrametria investiga mais profundamente, oferecendo medições meticulosas de distância, área e direção, superando os erros posicionais inerentes encontrados nas imagens aéreas tradicionais.
A essência da fotogrametria está na utilização de múltiplas fotografias sobrepostas tiradas de diversos pontos de vista e ângulos. Através de análises intrincadas e correlação dessas imagens, a fotogrametria reconstrói uma representação 3D da cena, extraindo dados espaciais precisos com notável fidelidade.
Este método encontra aplicação extensa em várias disciplinas, como arquitetura, engenharia, levantamento e controle de qualidade, onde a exatidão na medição é fundamental. Ao alavancar a sinergia entre técnicas avançadas de imagem e algoritmos computacionais, a fotogrametria surge como uma ferramenta indispensável para capturar e quantificar os meandros de nosso ambiente físico com precisão e eficiência incomparáveis.
Na fotogrametria métrica, os engenheiros priorizam a precisão, alavancando os pontos necessários sobre a contagem de pixels para tarefas como controle de qualidade e engenharia reversa. Este método extrai medições e posições precisas de imagens usando algoritmos de precisão e pontos -chave para construir modelos.
A fotogrametria fornece soluções exatas e eficientes para pesquisar, projetar, analisar e documentar. É vital em engenharia para criar mapas, modelos e ortofotos detalhados para avaliações de infraestrutura e ambiental. Também produz documentação precisa das estruturas existentes, ajudando reformas e manutenção.
Além disso, a fotogrametria aprimora o design e a visualização com modelos 3D, identifica conflitos e reduz os custos. Ele monitora a construção, verificando os desvios para manter a qualidade e a segurança.
O scanner laser 3D usa lasers para digitalizar a geometria de um objeto e obter seus dados 3D. Depois que todos os pontos são capturados, uma nuvem de ponto densa é gerada, que pode ser usada para criar um modelo 3D.
A maioria dos scanners 3D no mercado é capaz de digitalizar objetos cujos tamanhos estão dentro de um intervalo de 1 m, enquanto é difícil para esses scanners 3D digitalizar objetos de grande escala, como turbinas eólicas, aviões e edifícios. Há onde entra a fotogrametria.
Ao medir um objeto com fotogrametria, a primeira etapa é colocar marcadores reflexivos na superfície do objeto e nos alvos codificados em torno dele. Uma barra de escala também é necessária para servir como referência. Em seguida, os tiros são tirados de diferentes perspectivas, ao mesmo tempo em que você tira fotos que se sobrepõem.
Essas fotos ajudarão a construir uma geometria 3D geral do objeto. Os detalhes da superfície do objeto podem ser capturados usando um scanner 3D.
Com câmeras de alta resolução e full - quadro, um sistema de fotogrametria pode fornecer a saída da mais alta qualidade. Graças à sua grande área de tiro e algoritmos precisos, isso pode reduzir os erros de conexão que se acumulam sobre a distância.
Scantech offers Sistema de fotogrametria 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
Para levar a fotogrametria a um novo nível, a Scantech fornece um scanner 3D KSCAN Composite. Ele traz varredura a laser infravermelha, varredura a laser azul e fotogrametria em um único dispositivo.
Ele fornece resultados de varredura altamente repetíveis com grandes detalhes em alta eficiência. Quando se trata de medição, é adequado para objetos de grande escala e minúsculos.
Here is an example of how KSCAN 3D scanner helps to inspect a equipamento do transportador de planeta para uma turbina eólica. O diâmetro desse tipo de engrenagem do transportador de planeta é geralmente maior que 1 metro e pesa mais de uma tonelada métrica.
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 3D Magic with built-in photogrammetry,
Para otimizar os resultados da fotogrametria, um conjunto de fotos cuidadosamente selecionado é crucial, fornecendo informações suficientes para deduzir os dados necessários. Enquanto uma câmera captura uma cena em 2D, a fotogrametria analisa essas imagens para criar um modelo 3D. Imagens sobrepostas suficientes são necessárias para reconstruir um modelo 3D abrangente. No entanto, o número de fotos necessárias depende da complexidade e das necessidades do projeto do objeto. Os principais algoritmos de fotogrametria incluem:
Algoritmos de correspondência de recursos identificam e alinham recursos correspondentes em imagens sobrepostas que detectam meticulosamente recursos distintos, como cantos, bordas ou pontos -chave nas imagens, facilitando o estabelecimento de correspondências entre pontos em diferentes imagens. Ao corresponder com precisão recursos, os sistemas fotogramétricos podem subsequentemente triangular e reconstruir a estrutura tridimensional da cena com precisão e fidelidade.
Ajuste do pacote refina as posições e orientações estimadas das câmeras em uma configuração fotogramétrica. Ao minimizar as disparidades entre os recursos de imagem observados e previstos, o ajuste do pacote garante a coerência e a precisão da cena 3D reconstruída.
Os algoritmos de triangulação formam a pedra angular da reconstrução 3D na fotogrametria. Esses algoritmos calculam as três coordenadas tridimensionais de pontos na cena, cruzando os raios projetados a partir de pontos correspondentes em várias imagens. Através da triangulação, os sistemas fotogramétricos podem reconstruir com precisão a geometria espacial de objetos e superfícies, permitindo a criação de modelos 3D detalhados e realistas.
Os algoritmos de geração DEM estimam a elevação dos pontos do terreno analisando pares de imagens estéreo. Métodos como correspondência estéreo, correspondência densa de imagem ou varredura de luz estruturada são usados para reconstruir a topografia do terreno.
Os algoritmos de extração de recursos identificam e extraem objetos ou estruturas de interesse específicas a partir de dados fotogramétricos. Esses algoritmos podem detectar e delinear edifícios, estradas, vegetação ou outras características culturais e naturais, dependendo dos requisitos de aplicação. A extração de recursos facilita a extração de informações valiosas para tarefas como planejamento urbano, monitoramento ambiental e resposta a desastres.
Embora os princípios fundamentais da fotogrametria permaneçam consistentes, existem duas categorias principais referentes à sua aplicação que dependem amplamente dos requisitos individuais de um projeto.
Os reinos da preservação do patrimônio cultural, conceitualização arquitetônica, esquemas de design de produtos e simulações de realidade virtual exigem o uso de ferramentas de renderização fotorrealista para retratar realisticamente objetos de cenários reais - Como regra geral, altamente - modelos detalhados que incorporam uma infinidade de pixels amplificam a qualidade e a precisão.
A incorporação de cor para modelagem 3D via fotogrametria consiste em adquirir uma variedade de imagens coloridas de alta fidelidade, capturando diversas perspectivas para recriar coletivamente uma impressão ou representação abrangente. Após esta etapa está a utilização de sistemas avançados de software fotogramétricos que amalgamam esses visuais capturados em estruturas ou modelos 3D meticulosamente detalhados. Posteriormente, a integração de detalhes de cores selecionada a partir das capturas iniciais transmite textura a esses modelos computados, auxiliando autenticamente a aparência do sujeito principal.
A forma final do modelo geralmente é imperfeita. Às vezes, os scanners em 3D gerais podem lutar com superfícies brilhantes, transparentes ou negras, mas com a fotogrametria o número de artefatos e ruído com os quais você inevitavelmente precisa lidar é muito maior. O resultado final é um modelo com texturas em HD, mas também com muito ruído e geometria imperfeita.
Após a conclusão da reconstrução geométrica, as informações de cores da imagem original são aplicadas à textura da superfície do modelo. Isso envolve o mapeamento de cores em uma imagem para pontos correspondentes em um modelo 3D, criando assim uma representação visualmente realista de um objeto ou cena.
