Na última postagem você leu sobre os diferentes tipos de scanners. O post desta semana fornece um ponto de partida para o que você deve ter em mente quando estiver planejando um projeto de digitalização.

Planejando um projeto de varredura

Para a maioria das pessoas, comprar um scanner não valerá o investimento. Felizmente, existem várias empresas que oferecem serviços de digitalização. Para essas pessoas, pode ser útil ter uma ideia das diferentes etapas de um projeto típico de varredura.

Existem três fases principais:

  • Preparando o projeto: tudo antes da digitalização real ocorrer.
  • A digitalização em si.
  • Processando os dados de varredura e recebendo as entregas.
dados de nuvem de pontos
Figura 1: O scanner 1 pode ver o objeto A, que oculta tudo atrás dele (na área azul claro). O scanner 2 pode ver os objetos A e B, mas nada na área vermelha clara. As áreas roxas são invisíveis para ambos os scanners.

Preparação

Os clientes muitas vezes subestimam esse aspecto, mas na verdade é a parte mais importante. Um aspecto importante aqui é garantir que o cliente e a empresa de digitalização entendam completamente um ao outro. Quando isso é corrigido, você pode planejar os detalhes.

Evitando mal entendidos

Escreva uma descrição detalhada das metas finais com especificações, precisões requeridas tanto em medições (como na modelagem) quanto em todos os custos relacionados.

  • Escolha entre uma representação exata do edifício como é, ou uma representação idealizada em que as paredes são simplificadas.
  • Quais objetos precisam ser medidos e com que nível de precisão?
  • As responsabilidades e direitos de cada uma das partes envolvidas devem ser decididas antes do escaneamento.
  • Qual é o produto final esperado do projeto de digitalização? O cliente encomenda uma nuvem de pontos para trabalhar ou um modelo CAD completo?
  • O que é prático versus quais são os requisitos de trabalho? A medição com maior precisão justifica os custos extras, tempo e esforço?
  • Verifique / estime o tamanho esperado dos conjuntos de dados (número de Gb) e seus tempos de processamento correspondentes para garantir que o cliente tenha o hardware adequado para trabalhar com as entregas.

Planejamento prático

  1. Determine um conjunto de posições do scanner de onde todas as áreas necessárias podem ser digitalizadas com a precisão necessária. Como discutido no introdução, os scanners a laser só podem ver as superfícies externas dos objetos. Portanto, os objetos ocultam o que está por trás deles e posições de varredura adicionais são necessárias para incluir áreas ocultas anteriormente. Figura 1 ilustra isso: enquanto o scanner 1 não pode ver o objeto B porque está atrás do objeto A (o ponto cego do scanner 1 é ilustrado pela área azul claro), o scanner 2 pode ver as partes inferiores dos objetos A e B, mas também possui pontos cegos (mostrados pelas áreas vermelhas claras). O planejamento deve levar isso em conta!
  2. O tempo de digitalização é caro (horas-homem, equipamento), por isso certifique-se de que:
    • o planejamento inclui posições suficientes do scanner para digitalizar todas as áreas necessárias
    • os operadores podem acessar todas as posições com segurança (como ao escanear na presença de máquinas operando em uma sala de produção)
    • a localização é adequada para digitalização no momento da digitalização (sem vibrações perturbadoras, pessoas ou objetos passando, etc.)
    • os operadores têm permissão para acessar todas as posições planejadas do scanner

A digitalização em si

Processando os dados

  1. Cadastro: Todos os dados das diferentes varreduras devem ser mesclados no mesmo sistema de coordenadas. Cada scanner usa seu próprio sistema de coordenadas. Para obter um único conjunto de dados de diferentes posições do scanner, todos esses pontos de dados precisam ser transferidos para o mesmo sistema de coordenadas (Figura 2). Para este propósito, certos objetos de referência são usados. Esse processo é chamado de "registro dos dados".
  2. Verificação de qualidade. Os operadores usam pontos de controle de solo para essa finalidade. Eles medem esses pontos de uma maneira alternativa e comparam suas posições com a posição dos pontos correspondentes dentro das varreduras.
  3. Filtrando os dados: Removendo o ruído; pessoas que passaram pela cena durante a digitalização, outliers devido a reflexos, etc.
  4. Modelagem / medição dos dados digitalizados.
dados de nuvem de pontos
Figura 2: Registro das nuvens de pontos de dois locais diferentes do scanner (cada um com seu próprio CS de sistema de coordenadas local) para o mesmo sistema de coordenadas mundiais (WCS)

Os resultados: arquivos de nuvem de pontos!

Coisas a considerar

Vamos supor que o cliente faça a modelagem real do lado deles e que eles concordaram com a empresa de digitalização que a entrega é um conjunto de nuvens de pontos limpas. Escusado será dizer que, quando um scanner produz até um milhão de pontos por segundo, os conjuntos de dados resultantes têm tamanhos da ordem de centenas de Mb a centenas de Gb. Ser capaz de trabalhar com esses enormes conjuntos de dados não é evidente e tem seus próprios desafios, como:

  • O armazenamento de dados suficiente no disco precisa estar disponível, tanto para os dados brutos quanto para os derivados.
  • O processamento e a interpretação de todos os dados podem levar horas e, às vezes, até dias.
  • A visualização e a navegação eficiente por meio desses enormes volumes de dados podem ser muito lentas ou mesmo impossíveis sem o hardware adequado.

Tipos de formatos de arquivo

Para armazenar dados de nuvem de pontos em disco, os dados precisam ser gravados em arquivos. Isso pode ser uma dor real, já que toda empresa parece trabalhar com seu próprio formato. Esta seção discutirá alguns aspectos dos formatos de arquivo da nuvem de pontos e suas propriedades. Formatos de arquivo podem ser:

  • Abrir: um documento de especificação e / ou referência (a implementação está disponível abertamente).
  • Fechadas: os arquivos só podem ser lidos por software que tenha uma licença do criador.
  • Algo em entre: As empresas fornecem bibliotecas binárias para seu formato de arquivo, sem expor a própria especificação de formato de arquivo.

Formatos de arquivo podem ser ASCII ou binários. O primeiro tem a vantagem de ser também legível e, portanto, facilmente inspecionado para dar uma idéia do que está dentro, usando um simples leitor de texto, como o Bloco de Notas. Naturalmente, esse tipo de arquivo é, por definição, aberto, já que até mesmo humanos podem ler o conteúdo do arquivo. A desvantagem é que esses arquivos são mais lentos para serem processados, pois o texto precisa ser analisado e interpretado. Arquivos binários são o oposto: rápido de ler, mas difícil de inspecionar sem o software adequado, se nenhuma especificação do formato estiver disponível.

Exemplos de formatos de arquivo:

  • Fechado, binário:
    • Leica imp
    • FARO fls
    • Kubit ptc
    • Autodesk rcp / rcs
  • Aberto, binário:
    • laslaz (las fechadas)
    • E57
    • variante binária de pcd
  • ASCII:
    • Variante ASCII de pcd
    • Pts
    • Ptx
    • Xyz

Às vezes, os formatos de arquivo que não são estritamente nuvens de pontos também são mencionados, como PLY, STL, OBJ, VTK,… Esses arquivos não contêm apenas geometrias de pontos e suas propriedades, mas também bordas, faces, etc.

Próxima vez

Retorne ao blog na próxima semana para conhecer os diferentes tipos de software disponíveis e alguns links para o conjunto de dados livre para experimentar.

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