Nube de puntos – 3: Evite nubladas expectativas durante un proyecto de escaneo

Nube de puntos – 3: Evite nubladas expectativas durante un proyecto de escaneo

En el post anterior leíste acerca de los diferentes tipos de escaners. Este post te da un punto de partida de que mantener presente cuando estás planeando un proyecto de escaneo.

Planear un proyecto de escaneo

Para la mayoría de las personas, comprar un escáner no valdrá la inversión. Afortunadamente, hay varias compañías que ofrecen servicios de escaneo, para esas personas, puede ser útil tener una idea de los diferentes pasos en un proyecto típico de escaneo.

Hay tres fases principales:

• preparar el proyecto
• el escaneo en sí mismo
• procesar los datos del escaneo y recibir los entregables

Figura 1: Escáner 1 puede ver objeto A, el cual oculta todo tras de si (parte azul claro). Escáner 2 puede ver los objetos A y B pero nada en el área rojo claro. Las área púrpureas son visibles para los dos escáners.

Preparación

Los clientes frecuentemente subestiman este aspecto, pero de hecho es la parte más importante. Un aspecto clave es asegurarse que el cliente y la compañía de escaneo se entienden completamente ambos. Cuando eso se arregla, puedes planear los detalles.

Evitar malentendidos

Escribe una detallada descripción de las metas finales con especificaciones, precisiones requeridas en ambas medidas (como en modelado) y todos los costos relacionados.

• Escoger entre una representación exacta de la construcción tal y como es, o una representación idealizada en donde las paredes están simplificadas.
• ¿Qué objetos se necesitan medir y con cuál nivel de precisión?
• Las responsabilidades y los derechos de todas las partes involucradas
• ¿Cuál es el producto final esperado del proyecto de escaneo?
• ¿El cliente ordenó una nube de puntos para trabajar sobre eso, o un modelo CAD completo?
• ¿Qué es práctico contra cuáles son los requerimientos del trabajo?
• ¿Medir con mayor precisión justifica los costos extra, tiempo y esfuerzo?
• Checar/estimar el tamaño esperado de los conjuntos de datos (el número de Gb) y sus correspondientes tiempos de procesamiento para asegurarse que el cliente tiene el hardware necesario para trabajar con los entregables

Planificación práctica

1. Determina un conjunto de posiciones del escáner de donde todas las áreas requeridas pueden ser escaneadas con la precisión requerida. Como fue discutido en la introducción, el escáner láser solo puede ver las superficies de los objetos. Por lo tanto, los objetos esconden que hay detrás de ellos y posiciones adicionales de escaneo son necesarias para para incluir áreas previamente escondidas. La figura uno ilustra esto: mientras que el escáner 1 no puede ver el objeto B porque está detrás del objeto A ( el punto ciego del escáner 1 es ilustrado por el área en azul claro), el escáner 2 puede ver las partes inferiores de los objetos A y B, pero también tiene sus puntos ciegos (mostrados por las áreas en rojo claro) La planificación tiene que tener esto en cuenta.
2. El tiempo del escaneo es costoso (horas de trabajo, equipo) así que asegúrate en avance:

• La planificación incluye las suficientes posiciones de escáner para escanear todas las áreas requeridas.
• Los operadores pueden acceder a todas las posiciones de manera segura (como al escanear en presencia de máquinas operativas en una sala de producción).
• La locación es adecuada para escanear en el momento de escanear (sin vibraciones perturbadoras, gente u objetos pasando, etc.)
• Los operadores tiene permiso de acceder a todas las posiciones planeadas para escanear.

El escaneo en sí mismo

Procesando los datos

1. Registro: todos los datos de diferentes escaners tienen que unirse en el mismo sistema de coordenadas. Para poder obtener un sólo conjunto de datos provenientes de diferentes posiciones del escáner, todos estos puntos de datos tienen que transferirse en el mismo sistema de coordenadas (Figura 2). Para este propósito, ciertos objetos de referencia necesitan usarse. Este proceso es llamado "registro de los datos".
2. Verificación de la calidad: los operadores usan puntos de control de tierra para este propósito. Miden estos puntos de una manera alternativa y comparan sus posiciones con la posición de puntos correspondientes dentro de los escáneres.
3. Filtrar los datos: remover ruido, personas que pasaron a través del escenario durante el escaneo, valores atípicos causados por reflexiones, etc.
4. Modelado/medición: de los datos escaneados.

Figura 2: Registro de nubes de puntos desde distintas posiciones del escáner (cada cual con su propio sistena de coordenadas "CS") para el mismo sistema de coordenadas global (WCS).

Los resultados: ¡archivos de nube de puntos!

Aspectos que considerar

Vamos a asumir que el cliente va a hacer el modelado real de su lado y que ellos están de acuerdo con la compañía de escaneo que el entregable es un conjunto de nubes de puntos limpios. No hace falta decir que, cuando un escáner produce hasta un millón de puntos por segundo, el conjunto de datos resultantes tiene tamaños en el orden de cientos de Mb a cientos de Gb. Ser capaz de trabajar con estos enormes conjuntos de datos no es evidente y tiene sus propios retos, como:

• Suficiente almacenamiento de datos en el disco necesita estar disponible, tanto para los datos en bruto como para los derivados.
• Procesamiento e interpretación de todos los datos puede tomar horas y a veces hasta días.
• Visualización y navegación eficiente a través de estas enormes cantidades de datos puede ser muy lento o incluso imposible sin el hardware adecuado.

Tipos de formato de archivos

Para almacenar datos de nube de puntos al disco, los datos necesitan escribirse a archivos. Esto puede ser un verdadero dolor ya que cada compañía parece trabajar con su propio formato. Esta sección va a discutir algunos aspectos de los formatos de archivos de nube de puntos y sus propiedades. Los formatos de archivos pueden ser:

• Abierto: un documento de especificación y/o referencia (la implementación está abiertamente disponible)
• Cerrado: los archivos sólo pueden ser leídos por el software que tiene la licencia del creador
• Algo en el medio: las compañías proporcionan bibliotecas binarias para su formato de archivo, sin exponer la especificación formato de archivo en sí.

Los formatos de archivo pueden ser ASCII o binario. El primero tiene la ventaja que también es legible para humanos y, por lo tanto, fácilmente inspeccionable para dar una idea de lo que hay adentro, usando un simple lector de texto como un Notepad, el bloc de notas. Por supuesto, este tipo de archivo es por definición abierto, ya que hasta los humanos pueden leer el contenido del archivo. La desventaja es que estos archivos son más lentos de procesar por que el texto tiene que ser analizado e interpretado. Los archivos binarios son lo contrario: rápidos de leer, pero difíciles de inspeccionar sin el software adecuado si no hay disponible una especificación de este formato.

Ejemplos de formatos de archivo:

• Cerrado, binario:

·        Leica imp

·        FARO fls

·        Kubit ptc

·        Autodesk rcp/rcs

•  Abierto, binario:

·       las laz (zipped las)

·        E57

·        El variante binario de pcd

·        ASCII:

·       Variante ASCII de pcd

·       Pts

·       Ptx

·       Xyz

A veces, los formatos de archivo que no son estrictamente nubes de puntos también son mencionados, como PLY, STL, OBJ, VTK, … Estos archivos no sólo contienen geometrías de puntos y sus propiedades, pero también esquinas, caras, etc.

La próxima vez

Vuelve a este blog para aprender sobre los diferentes tipos de software disponible y algunos “links” para conjunto de datos gratis, para experimentar.

Puede descargar BricsCAD desde aquí

Versión original en inglés aquí