Laser Scanner 3D – Técnicas de medição com LS3D Estático – parte 2
A escolha da técnica de medição é muito importante no desenvolvimento do trabalhando buscando aumentar a produtividade e atender a precisão necessária para a finalidade. Na edição anterior vimos os métodos de POLIGONAL SCANNER e SCANNER LIVRE. Continuamos nesta edição a explanar os métodos de levantamento que permitem registrar as cenas:
ELEMENTOS DE REFERÊNCIA
Este método é muito útil quando existe na área escaneada vários elementos regulares, como planos, quinas, arestas e esferas. Em cada cena podemos identificar estes elementos naturais manualmente ou alguns softwares fazem até mesmo de forma automática. Algoritmos processam os dados e identificam basicamente planos. Um plano gerado sobre uma porta poderá servir de referência. Fazendo a interseção de dois planos gerados nas faces de um pilar, o software gera uma linha de referência que será a aresta do pilar. Utilizando a interseção de 3 planos criados nas faces de um quadro elétrico, teremos uma quina, que é o melhor elemento geométrico para uso no registro das cenas (figura 1). Não são necessários targets. Os pontos existentes das cenas servirão como targets naturais. Os elementos que forem em comum entre as cenas servirão de referência para a rotação e translação elas. Pontos de controle usando targets colocarão todo o bloco de cenas no sistema de coordenadas correto, gerando uma única nuvem de pontos.
Figura 1 – elementos criados sobre a nuvem de pontos a partir de planos
SCANNER COORDENADO
Neste método de medição o centro ótico do laser scanner 3D (LS3D) é coordenado fazendo uso de medição com um equipamento auxiliar como a Estação Total ou GNSS. A medição do centro ótico do LS3D é através de um prisma ou antena GNSS centrado sobre o equipamento, conhecendo o afastamento do ponto de medição e o centro ótico do LS3D (altura da antena ou do Prisma). Muito utilizado para levantamentos na área de infraestrutura, esta técnica permite grande produtividade quando utilizado o GNSS, pois não necessita visibilidade com o ponto de referência além de ser operado pelo mesmo profissional que está realizando o escaneamento.
O equipamento necessita ter compensador angular para que a nuvem tenha um eixo Z (zenital) definido.
Com o centro do LS3D coordenado, a cena está com o centro devidamente posicionado, mas a nuvem de pontos estará sem orientação, já que nesta técnica não é feita uma visada à ré. Esta orientação pode ser feita de duas formas:
Ponto identificado: é necessário identificar no mínimo um ponto que seja comum entre 2 cenas. Desta forma o software aplicará uma rotação nas duas nuvens para que o ponto medido fique justaposto, orientando a nuvem para que todos os pontos fiquem num mesmo sistema de coordenadas.
Aproximação das nuvens: é necessário rotacionar manualmente as nuvens de forma que elementos medidos nas duas estejam próximos espacialmente. Alguns equipamentos possuem bússolas magnéticas que trazem a nuvem já rotacionada (com precisão de alguns graus) eliminando o processo de rotação manual. O software parte então para fazer diversas interações aplicando rotações e analisando, buscando pontos em comum automaticamente entre as cenas. Em áreas com bastantes detalhes esta orientação fica bastante precisa, mas em áreas muito regulares o software pode encontrar uma menor diferença com uma orientação errada, exigindo maior atenção do técnico.
Após orientada todas as cenas, teremos uma única nuvem de pontos no sistema de coordenadas definido (figura 2).
Figura 2 – processo de orientação das nuvens
Cada método tem suas vantagens e desvantagens. O uso de alguns em conjunto poderá nos trazer melhores precisões, quando esta característica for importante. Para tomada de decisão é necessário analisar o ambiente a ser medido, finalidade do trabalho, equipamentos, acessórios e softwares disponíveis. Com estas informações, será possível eliminar alguns métodos e analisar qual é o mais produtivo dos que poderão ser utilizados.
