Tutorial #A07/1 – Registrazione di nuvole di punti esterne

Registrazione di nuvole di punti esterne

 

Benvenuti alla serie di tutorial di 3DF Zephyr.
In questo tutorial imparerai a scegliere tra gli algoritmi ICP e multi ICP disponibili in Zephyr. QUesto è la prima parte di tre tutorial sull’argomento.
Questo è un tutorial per Zephyr 3.x e 4.x – il vecchio tutorial per 3DF Zephry 2.x può essere trovato qui

 

  • Introduzione

In questo tutorial troverai una panoramica generale sulla registrazione e sulle sue fasi. Ogni sezione elencata di seguito avrà un collegamento ad un tutorial più approfondito su come eseguire quella determinata fase.
Per questo tutorial abbiamo utilizzato il seguente dataset :

download eptDownload Dataset – Mirandola (230MB)

 

  • Panoramica sulla registrazione

Una nuvola di punti viene definita come “non strutturata” quando è libera di muoversi nello spazio di lavoro (in pratica, quando non è legata ad altri oggetti dello spazio di lavoro come camere / elementi generati fotogrammetricamente, come le nuvole di punti importate nello spazio di lavoro).
La registrazione di nuvole di punti può essere eseguita direttamente dentro Zephyr. La registrazione può avvenire:

  • tra una nuvola di punti esterna (per esempio da laser scan) ed una nuvola di punti generata fotogrammetricamente da Zephyr
  • tra diverse nuvole di punti esterne (due o più) non strutturate (per esempio, piu’ nuvole di punti di laser scan).

Si prega di ricordare che:

  • gli oggetti devono essere abbastanza vicini tra di loro
  • è possibile registrare più oggetti strutturati e non strutturati
  • l’adjustment e la minimizzazione verranno eseguiti in modo globale
  • se si necessita di registrare set di punti con scale differenti, è consigliabile utilizzare l’ICP con doppia vista abilitando la scalatura.

Entrambi gli scenari possono essere risolti con un flusso di lavoro simile, sebben con alcune differenze nel processo: se necessario, eseguire un pre-allineamento grezzo (step 1), dopodichè eseguire una registrazione raffinata (step 2) e infine strutturare la nuvola di punti step 3).

Quando si ha a che fare con una nuvola di punti fotogrammetrica ed una nuvola di punti esterna, utilizzare il comando “Registrazione nuvole di punti (ICP)” dal menu “Strumenti” -> “Registrazione”. Questa funzione considera traslazione, rotazione e fattore di scala. Utilizzare questa funzione quando per esempio, si desidera allineare una nuvola di fotogrammetrica ed una da laser scan per colorare quest’ultima con le informazioni di colore delle fotografie.
Quando si ha a che fare con più nuvole di punti esterne non strutturate, puoi utlizzare il comando “bundle adjustment di nuvole di punti con più viste” dal menu “Strumenti” -> “Registrazione”. Utilizzare questa funzione quando si hanno più nuvole di punti nello stesso sistema di scala, per esempio più scansioni da un dispositivo laser scanner. Questa funzione non applicherà alcun fattore di scala.
 

  • Preparazione

Seguendo questo flusso di lavoro sarete in grado di unire insieme oggetti derivanti da fotogrammetria e scansioni laser. Iniziare aprendo il progetto .Zep con la nuvola di punti densa generata e trascinate dentro il file di scansione laser (.ply) (1) all’interno dello spazio di lavoro.
Selezionate poi “Combina” (2) nella finestra appena apparsa. Questo vi permette di caricare l’oggetto della scansione laser nello spazio di lavoro già aperto con presente un goggetto derivante da fotogrammetria,
Da notare come certe nuvole esterne potrebbero essere posizionate molto lontano nello spazio di lavoro: se non vedete immediatamente la vostra nuvola di punti, muovere la visuale fino a che non si visualizza l’elemento desiderato. Oppure semplicemente utilizzare la funzione “utilizza centro dell’oggetto”.
Per fare questo, andate sul pannello “Registrazione” (3) e cliccate su “Corrispondenza centro oggetti (4).
Apparirà la finestra “Corrispondenza centro oggetti” (5). Selezionate l’“Oggetto di destinazione” (6) e l’“Oggetto che si sposta” (in questo esempio abbiamo scelto come “Oggetto che si sposta”  la scansione laser (6)) e premete “Ok” per andare avanti.
 

  • Step 1a – Allineamento grezzo – Gizmo

Potete utilizzare anche Gizmo per portare gli oggetti ad un allineamento approssimativo. Potete abilitare lo “strumento Gizmo” dalla barra in alto (8). Questo puilsante aprirà la finestra “Trasformat oggetti” (9)
Quando si utilizza il gizmo, si consiglia di abilitare tutti gli oggetti che devono essere avvicinati utilizzando l’apposita checkbox. E’ possibile decidere quale oggetto muovere tramite l’apposito menu a tendina “Oggetto” (10).
Quando siete soddisfatti con le vostre modifiche ricordate di premere “Applica” (11) prima di uscire dallo strumento Gizmo oppure prima di cambiare oggetto. Premete “Ok” (12) per andare avanti.
 

  • Step 1b – Allineamento grezzo – Punti di controllo

Quando si ha a che vedere con nuvole di punti fotogrammetriche molto rumorose o superifci eccessivamente planari (per esempio facciate di edifici) potrebbe essere utile utilizzare i punti di controllo per un pre-allineamento grezzo, il quale, a fronte di pochi click, può portare ad ottimi miglioramenti dei risultati.
Un tutorial per questo specifico argomento è disponibile al link seguente :

Tutorial : Allineamento grezzo, punti di controllo.

 

  • Step 2a – Registrazione raffinata: registrazione nuvole di punti (ICP)

La funzionalità ICP (Iterative Closest Point) è un algoritmo che viene utilizzato per minimizzare le differenze tra due nuvole di punti. Questo è il sistema consigliato quando si ha a che vedere con nuvole di punti con differente fattore di scala.
E’ possibile trovare un tutorial dettagliato per questa funzione al link seguente :

Tutorial : Registrazione della nuvola di punti (ICP) 

 

  • Step 2b – Registrazione raffinata: bundle adjustment di nuvole di punti con più viste (Multi ICP)

La registrazione di nuvole laser scan in Zephyr 3.x è stata resa estramemente facile ed accurata grazie al nostro nuovo algoritmo multi ICP. Il processo è molto simile a quello descritto sopra, eccetto che in questo caso non vi è alcun fattore di scala differente da considerare. Il processo può essere riassunto in questo breve video tutorial:

  • Step 3 – Strutturare la nuvola di punti

Per strutturare la nuvola di punti desiderata, è sufficiente selezionarla dalla propria sezione nel tab “Progetto” con il taso destro e successivamente cliccare “Rendi strutturata”. Selezionare le opzioni a seconda delle proprie necessita (per esempio “computa colore” e “computa normali”) e clicca OK. E’ possibile rendere non strutturato un oggetto già strutturato in qualsiasi momento, selezionandolo con il click destro e cliccando poi “Rendi non strutturata”.
 

Il prossimo tutorial tratta la generazione di sezioni e curve di lviello. Procedi al prossimo tutorial.