O que é fotogrametria? Explorando a fotogrametria por vídeo (VPG) da SHINING 3D

Embora a fotogrametria tradicional seja utilizada há muito tempo para melhorar a precisão das medições em metrologia de grande escala, avanços recentes introduziram a fotogrametria por vídeo (VPG), que agiliza o fluxo de trabalho ao substituir centenas de imagens estáticas pela captura contínua de vídeo. Este artigo explica como a VPG funciona, em que ela difere da fotogrametria convencional e por que está se tornando uma tecnologia importante na medição 3D industrial.

O que é fotogrametria

Introdução à fotogrametria

A fotogrametria é uma tecnologia que utiliza uma câmera ou uma combinação de câmeras para medir a forma, o tamanho e a posição espacial de um objeto. Em resumo, essa técnica utiliza a fotografia como ferramenta e a medição como objetivo para extrair informações de uma imagem 2D e construir um modelo 3D.

Fotogrametria

Por que a fotogrametria é aplicada no setor de digitalização 3D

A digitalização 3D integra óptica, mecânica, eletrônica e algoritmos para medir e capturar a estrutura espacial, as dimensões e as texturas de cor dos objetos, criando modelos digitais 3D precisos. Essa tecnologia converte objetos físicos em nuvens de pontos detalhadas e dados de cor que os computadores podem processar. O processo envolve a união de dados provenientes de marcadores, características ou texturas, o que pode introduzir erros. Esses erros tendem a se acumular, principalmente ao digitalizar objetos grandes ,com tamanhos que variam de vários metros a dezenas de metros.

Para minimizar o erro cumulativo, a tecnologia de fotogrametria é incorporada à digitalização 3D de alta precisão. Um scanner 3D portátil de alta precisão pode ser usado para obter com eficiência informações densas de nuvens de pontos das peças medidas com marcadores; enquanto o equipamento de fotogrametria captura barras de escala dispostas ao redor das peças e os marcadores na superfície das peças sob vários ângulos, a fim de formar uma estrutura de marcadores de alta precisão e alvos codificados no software. A combinação dos dois conjuntos de dados permite controlar a precisão global da digitalização 3D de objetos de grandes dimensões.

alvos codificados nas barras de escala e nos marcadores (marcadores globais)

Sistema tradicional de fotogrametria industrial independente

Na fotogrametria industrial tradicional, alvos e marcadores codificados são posicionados sobre e ao redor da superfície do objeto. Câmeras de alta resolução capturam o objeto sob vários ângulos e posições, produzindo uma série de fotos. Essas fotos são então importadas para um software que calcula automaticamente as posições espaciais dos alvos e marcadorescodificados . Os arquivos de dados resultantes podem ser importados para um software de aquisição de dados 3D, fornecendo dados 3D completos.

Sistema tradicional independente de fotogrametria industrial

Desvantagens

• Requisitos de múltiplos ângulos e fotos: exige que os usuários se posicionem em vários ângulos ao redor de peças grandes e tirem inúmeras fotos a partir de pontos fixos.
• Alta curva de aprendizado: exige que os operadores tenham ampla experiência para garantir precisão estável.
• Configuraçãocomplexade alvos codificados: os sistemas tradicionais de fotogrametria exigem pontos de codificação para determinar relações espaciais tridimensionais. O processo de disposição desses pontos é complexo, e objetos maiores exigem mais pontos de codificação, o que consome muito tempo.

Fotogrametria industrial tradicional independente

Como usar a fotogrametria por vídeo (VPG)

Para capturar dados de malha precisos com um scanner 3D portátil, primeiro tire fotos de vários ângulos de barras de escala bem calibradas posicionadas ao redor do objeto. O software de digitalização detectará marcadores e alvos codificados nas barras de escala, utilizando-os para garantir a precisão geral ao digitalizar objetos grandes.

Tomemos como exemplo o FreeScan UE Pro2, que possuiumafunção integrada de fotogrametriapor vídeo (VPG). Sem o uso de pontos codificados, é possível obter resultados de medição precisos de forma eficiente no modo de fotogrametria, com uma precisão de volume de 0,02 + 0,015 mm/m. O vídeo abaixo demonstra o fluxo de trabalho completo.

No caso de componentes maiores, as vantagens do VPG tornam-se ainda mais evidentes. Com o FreeScan Trak Nova, uma pá de turbina eólica de 40 metros pode ser medida com uma precisão volumétrica de 0,046 + 0,012 mm/m. Ao substituir a fotogrametria tradicional com alvos codificados pelo VPG, o fluxo de trabalho se torna mais rápido e eficiente, mantendo a precisão necessária para inspeções industriais em grande escala.

Além das aplicações em grande escala, o VPG também é implementado no FreeScan Omni autônomo para inspeções industriais de alta precisão. No exemplo abaixo, um motor turbofan é digitalizado usando o VPG, alcançando uma precisão volumétrica de 0,02 + 0,015 mm/m, o que o torna adequado para tarefas de medição no setor de aviação civil, onde tanto a precisão quanto a eficiência são fundamentais.

Vantagens da fotogrametria por vídeo inovadora (VPG)

• Controlede precisão global : O equipamento de digitalização 3D apresenta um design integrado com uma função de fotogrametria por vídeo embutida, tornando-o versátil e adaptável a diversos formatos de objetos. Ele controla com eficiência a precisão global dos dados 3D para peças de grandes dimensões.
• Eficiente, estável e fácil de usar: Ao utilizar filmagem contínua em ângulo total, não há necessidade de filmagem em pontos fixos em ângulos específicos. O processo de medição é simples, permitindo que até mesmo iniciantes capturem todos os ângulos e mantenham uma precisão estável.
• Exibição de dados em tempo real: os resultados são exibidos por meio de transmissão de vídeo em tempo real, proporcionando alta visibilidade. Ângulos ausentes podem ser rapidamente complementados para garantir a precisão dimensional geral.
• Operação prática e flexível: com forte adaptabilidade ambiental, o equipamento pode realizar fotogrametria por vídeo (VPG) em peças supergrandes e pesadas sem a necessidade de se deslocar para uma área aberta.

Conclusão

A tecnologia de digitalização 3D de alta precisão da SHINING 3D, combinada com a fotogrametria por vídeo (VPG) integrada, ofereceumasolução de medição ópticaprecisa e eficiente, profundamente enraizada no setor de manufatura industrial. Essa tecnologia avançada, presente em modelos como o FreeScan Trak ProW+, FreeScan Trak Nova, FreeScan Omni, FreeScan Trio e FreeScan UE Pro2, oferece suporte a todas as etapas da produção. Ela ajuda as empresas a acelerar o desenvolvimento de produtos, aumentar a eficiência da produção e melhorar a qualidade dos produtos, levando a processos de fabricação mais refinados.