Queste funzioni non sono disponibili in 3DF Zephyr Lite e 3DF Zephyr Free.


Da questo menù è possibile gestire la registrazione di nuvole di punti. Da qui è possibile accedere alla funzionalità ICP (acronimo per "Iterative Closest Point" - un algoritmo utilizzato per minimizzare la differenza tra due nuvole di punti) e per visualizzare un rapporto di comparazione.

Registrazione di nuvole di punti (ICP)


Questa funzione permette di allineare una nuvola di punti fotogrammetrica con una nuvola di punti ottenuta da un dispositivo laser scanner: questa funzione considera traslazione, rotazione e scala.


Registrazione multipla di punti (Multi ICP)

Questa funzione, analoga alla precedente, permette di allineare più nuvole di punti, a patto che esse siano già nella stessa scala, per esempio, più scansioni ottenute da un laser scanner.


Prima di procedere si ricorda che:


  • gli oggetti che si desidera registrare siano vicini tra loro
  • è possibile utilizzare questo strumento per registrare più oggetti non strutturati con più oggetti strutturati
  • il processo di aggiustamento e minimizzazione saranno eseguiti globalmente
  • se si desidera applicare un fattore di scala, è consigliabile utilizzare la modalità con due viste ed abilitare la scala.


Se due nuvole di punti non sono abbastanza vicine (come nella maggior parte dei casi) è semplicemente possibile muoverle utilizzando il gizmo per spostarle in modo che siano vicine. Si consulti la sezione tutorial 3dflow.net per un tutorial visivo più esplicativo di questa fase.


Nella prima pagina, sarà richiesto di selezionare quali oggetti interagiranno:



Sarà successivamente possibile selezionare l'oggetto di riferimento (che rimarrà fisso). Infine, sarà possibile definire le coppie di oggetti.



Nella maggior parte dei casi le coppie sono computate automaticamente e non dovrebbe essere richiesta nessuna ulteriore interazione da parte dell'utente. Infine, è possibile definire i parametri che definiranno le condizioni di stop della procedura ICP.



Successivamente sarà proposto un riassunto dei parametri impostati e sarà possibile avviare la procedura premendo il tasto di avvio.


Distanza Rimozione Punti: quando due o più nuvole di punti vengono registrate tramite ICP, ad ogni iterazione vengono calcolati i punti corrispondenti fra le nuvole (poiché servono internamente all'algoritmo di registrazione).

Dato che le nuvole possono rappresentare zone la cui sovrapposizione non è pari al 100%, si deve utilizzare una procedura per rimuovere i punti corrispondenti troppo distanti (che altrimenti porterebbero ad una registrazione errata fra zone che non rappresentano la stessa porzione di oggetto/ambiente).


La soglia per tali corrispondenze può essere calcolata in due modi:


- automatico (tramite un'analisi statistica fra le distanze);

- manuale (si specifica una soglia metrica oltre la quale le corrispondenze vengono scartate);



Confronto nuvole di punti


Questa funzione permette di visualizzare un rapporto relativo alle differenze tra due date nuvole di punti come grafico dei residui. Al di sotto dell'istogramma è possibile osservare i valori di errore medio e varianza. Le impostazioni dello strumento di confronto sono spiegate di seguito:


  • Tipo di distanza: indica il tipo di distanza che può essere calcolata, ed è possibile scegliere la distanza tra una coppia di punti o la distanza tra un piano e un punto;


  • Distanza massima: indica il valore più alto considerato durante il calcolo dell'istogramma;


  • Numero di campioni: determina il numero di colonne dell'istogramma;


In merito al processo di calcolo:


 - Si calcola per ogni punto del target il punto più vicino nel modello;


 - Se la distanza tra una coppia di punti è maggiore della distanza massima, questa viene esclusa dal conteggio;


 - Si conteggia il numero di punti che ricade in un range delle distanza in modo tale da calcolare l'istogramma:

 

 - se i punti si concentrano principalmente nella parte sinistra dell'istogramma, il riferimento e il target sono molto simili;


 - se i punti si concentrano principalmente nella parte destra dell'istogramma, il riferimento e il target sono molto diversi;


E' inoltre possibile selezionare una parte dell'istogramma per limitare il numero di punti visualizzati nello spazio 3D in cui si trova una rappresentazione visiva dei punti più vicini e più lontani della nuvola di punti "modello".




Corrispondenza centro oggetti


Questo strumento può essere utilizzato dopo aver generato una nuvola di punti densa e aver importato una scansione laser scanner. Capita spesso infatti che una nuvola laser venga acquisita e salvata in un sistema di riferimento diverso da quello della nuvola di punti fotogrammetrica. Questo spiega come mai a volte gli utenti non riescano a visualizzare una scansione importata all'interno di Zephyr. Lo strumento "corrispondenza centro oggetti" permette di traslare la scansione importata, portandola vicino ad un oggetto strutturato, ovvero la nuvola di punti fotogrammetrica. Nello specifico tale strumento agisce sui centri delle due nuvole considerate, allineando i centri.



Registrazione tramite punti di controllo


Quando si ha a che fare con nuvole fotogrammetriche molto nuvolose o superfici eccessivamente planari (come ad esempio facciate di edifici) potrebbe tornare utile utilizzare la registrazione tramite punti di controllo prima di eseguire l’algoritmo ICP. In questo caso, questa registrazione ci permette di ottenere risultati migliori a fronte di pochi click.


Il primo passo da eseguire è l’inserimento di almeno tre punti di controllo sulla prima nuvola di punti che si sta manipolando. A seconda dei nostri scopi, potrebbe essere necessario spostare la nuvola fotogrammetrica, tenendo fissa quella laser scan, o viceversa. Indipendentemente da questa scelta, sarà poi necessario ripetere la stessa operazione sulla seconda nuvola di punti.


In questo caso, iniziamo importando la nuvola non strutturata da laser scan all’interno di Zephyr. Una volta completata l'importazione, possiamo risistemare la nuvola riscalandola e traslandola nello spazio di lavoro per facilitarci le operazioni (sebbene questo non sia obbligatorio).


Per il prossimo passo, è necessario selezionare tre punti di controllo. E’ possibile selezionare i punti di controllo con qualunque metodo, sebbene sia consigliata la selezione attraverso immagini. Si consiglia di selezionare dei punti di controllo facili da riconoscere anche sulla nuvola di punti non strutturata, come ad esempio spigoli. E’ importante tenere a mente di selezionare punti di controllo distanti tra loro su tutti e tre gli assi.


 


Una volta eseguita questa operazione, è necessario selezionare gli stessi punti di controllo sulla seconda nuvola di punti. E’ importante assicurarsi di scegliere dei nomi facili per i punti di controllo, in modo da poterli selezionare facilmente quando si dovranno impostare i vincoli. E' utile notare come i punti di controllo siano raggruppati per oggetto (nuvola di punti fotogrammetrica/scansione laser) nel pannello GCP.



Una volta posizionati tutti i punti di controllo, selezionare Strumenti > Registrazione > Registrazione per punti di controllo.



Selezionare quale sarà l'oggetto di riferimento e quale sarà l'oggetto che verrà mosso.


 


Utilizzare il bottone “Aggiungi vincolo” per selezionare le coppie di punti di controllo. Sono richiesti almeno tre vincoli.



Una volta pronti, selezionare “Successivo” per procedere al riepilogo e successivamente premere “Applica” per avviare la computazione.



A questo punto, le nuvole di punti sono state allineate correttamente. Si consiglia di eseguire un'ulteriore allineamento tramite ICP per minimizzare gli errori.


Strutturazione dati laser scanner:


Una volta completato il procedimento di registrazione nuvole di punti, si può procedere con la strutturazione delle scansioni laser. E' sufficiente selezionare la nuvola di punti desiderata dal tab "Progetto" con il tasto destro e cliccare "Rendi strutturata". Selezionare successivamente le opzioni in base alle proprie esigenze, come mostrato di seguito:



Dopo la strutturazione delle scansioni, si può procedere con la generazione della mesh. E' opportuno scegliere correttamente il numero di punti sorgente da questa finestra di dialogo in base al grado di dettaglio che si vuole ottenere poi nella mesh.