Fotogrametria

Fotogrametria rekonštruuje 3D tvar z prekrývajúcich sa fotografií. Kamery zachytia halu, areál alebo stroj z mnohých uhlov. Softvér v snímkach nájde zhodné znaky, vypočíta polohu kamier a odhadne hĺbku. Hustým výsledkom je mračno bodov. Vo väčšine projektov v závodoch sa z neho potom vytvorí texturovaná polygónová sieť, po ktorej sa dá prechádzať v prehliadači.

Tímy správy budov siahajú po fotogrametrii, keď uličky podľa CAD výkresu už neexistujú, keď dodávateľ rýchlo potrebuje skutočný stav haly alebo keď je prelet dronom či sken telefónom lacnejší ako plnohodnotné zameranie. Rieši rovnakú otázku ako skenovanie LiDARom: ako hala vyzerá teraz. Líši sa však spôsob merania. Fotogrametria určuje tvar z paralaxy snímok, LiDAR meria vzdialenosť laserom.

Výstup tvorí podklad pre statické digitálne dvojča a neskôr z neho môže byť priestorový základ prevádzkového digitálneho dvojčaťa. Pri presune vozíka sa neobnovuje. Nová sada fotografií je potrebná, keď sa hala zmení natoľko, že by to skreslilo kontrolu voľných odstupov alebo školenie. Podrobnejší opis celého postupu nájdete v článku Ako fotogrametria vytvára 3D modely závodu z fotografií.

Hlavné súčasti

Sada prekrývajúcich sa snímok: Fotografie tých istých povrchov z rôznych uhlov s dostatočným prekryvom, aby sa dali znaky navzájom priradiť.

Polohy kamier: Miesto, odkiaľ sa každá fotografia urobila, a smer záberu, vypočítané tak, aby všetky pohľady zdieľali jednu 3D súradnicovú sústavu.

Husté mračno bodov: Mračno bodov vytvorené zo stereo hĺbky v priradených pohľadoch.

Polygónová sieť a textúra: Povrchy napasované na mračno bodov s farbou z fotografií, aby hala pôsobila povedome ľuďom, ktorí po nej chodia.

Mierka a registrácia: Kontrolné body, namerané vzdialenosti alebo georeferencia, vďaka ktorým model zodpovedá skutočným rozmerom závodu a leží v rovnakom počiatku súradníc ako počítačom podporované projektovanie (CAD) alebo informačné modelovanie budov (BIM).

Využitie vo výrobe a logistike

Priamo v závode sa telefónom, tabletom alebo špeciálnou kamerou prejdú pracoviská, medziposchodia a rady regálov po zmene rozloženia. Prelety dronom pokryjú veľké strechy, areály a vonkajšie sklady, keď treba model zhora. Polygónová sieť pomáha pri kontrole projektu, odovzdávaní práce dodávateľovi a školení v hale, ktorá zodpovedá skutočnosti lepšie ako starý výkres.

Logistické prevádzky používajú rovnakú metódu pre čelá rámp, trasy návesov a haly skladov, keď o budove chýba dostatok podkladov. Keď sa polygónovej sieti dá dôverovať, možno do nej vložiť polohy z RTLS alebo skladové súradnice. Fotografie vytvorili mapu, ale nesledovali zmenu.

Prínosy a úskalia

Prínosom je, že halu zachytí aj ten, kto nemá špeciálne vybavenie. Mnohé závody už kamery a drony majú. Texturované polygónové siete pomáhajú majstrom rozpoznať stĺpy a dvere bez čítania súradnice. Pri dobrom osvetlení a prístupe môžu byť náklady na štvorcový meter nižšie ako pri rozsiahlom skenovaní LiDARom.

Úskalím sú osvetlenie, textúra a mierka. Tmavé, lesklé alebo jednoliate povrchy sa nepodarí priradiť. Slabý prekryv zanechá diery. Bez nameraných kontrolných bodov môže model vyzerať správne a pritom mať zlú veľkosť. Čas spracovania a veľkosť súborov rastú s plochou haly. Ako každý sken, aj výsledok zachytáva stav v deň snímania.

Súvisiace pojmy

Fotogrametria je popri skenovaní LiDARom rovnocenným spôsobom zachytenia haly. Oba vytvárajú mračno bodov a zvyčajne aj polygónovú sieť pre digitálne dvojča alebo statické dvojča. 3D vizualizácia je spôsob, akým si ľudia výsledok prezerajú. Simultánna lokalizácia a mapovanie (SLAM) môže tiež využívať kamery, ale na určenie aktuálnej polohy vozidla, nie na plánované zameranie haly.

Časté otázky

Dá sa z fotografií z telefónu vytvoriť použiteľný model závodu? Áno, pri mnohých pracoviskách a menších halách, ak sa zvládne prekryv, osvetlenie a kontrola mierky. Veľké areály často aj tak vyžadujú plánované trasy kamery alebo dronu a namerané kontrolné body.

Potrebujeme LiDAR, ak máme fotogrametriu? Nie vždy. Fotogrametria sa hodí, keď je pokrytie fotografiami dobré a záleží na textúre, LiDAR zas keď treba vzdialenosť merať priamo alebo je osvetlenie slabé. Mnohé projekty dvojčiat oba postupy kombinujú.

Je polygónová sieť živé dvojča? Nie. Polygónová sieť je statická geometria. Aktuálne polohy vozíkov a stavy materiálu vyžadujú nad modelom haly prevádzkovú vrstvu.

Ako model udržiavať aktuálny? Odfotografujte znova po zmenách rozloženia, ktoré by skreslili kontrolu voľných odstupov alebo školenie. Každodenný pohyb materiálu nie je dôvod prestavovať celú sieť.