Fotogrametria

A Fotogrametria é a técnica capaz de extrair informações da forma, dimensão e posição dos objetos contidos em uma cena, registrados através de um conjunto de fotos. Esses dados são processados em softwares específicos que conseguem criar o modelo tridimensional, partindo de pontos comuns nas imagens contidas no conjunto de fotos captadas.

Sob o ponto de vista da aquisição das imagens, a fotogrametria pode ser dividida em:

- Fotogrametria Espacial ou Satelital

-Fotogrametria aérea ou Aerofotogrametria

- Fotogrametria terrestre

-Fotogrametria de pequenos objetos ou Micro fotogrametria

No nosso caso, temos especial interesse na fotogrametria aérea utilizando como ferramenta os VANTs ou drones. Essa tecnologia tem como principais vantagens o seu baixo custo, rápidos resultado na aquisição dos dados, precisão considerável e um alto nível de automação.  As aplicações possíveis para o nosso mercado, temos a documentação de canteiros de obras, estimativa de volume e superfície de uma área ou objeto, registros e arquivamento de monumentos arquitetônicos em modelos 3D, ambientação do entorno de maquetes eletrônicas.

Fotogrametria do Cristo Redentor – Rio de Janeiro

Ninguém jamais foi capaz de fazer uma cópia perfeita do Cristo Redentor, a estátua imponente de Jesus que é a imagem mais representativa da cidade do Rio de Janeiro. Isso é devido em grande parte pelas condições de instalação da escultura que fica no topo de uma colina escarpada e bem próximo de uma orla marítima com bastante ventos.  A solução encontrada para isso foi utilizar Drones .

Uma equipe de peritos foi criada com o objetivo de realizar a digitalização em 3D do Cristo Redentor. O projeto foi realizado e resultou em mais de 3.500 de imagens da estátua e da área circundante. Usando o software de uma empresa Pix4D, eles usaram 2.090 dessas imagens para criar uma nuvem de 134,4 milhões de pontos , resultando em uma malha texturizada tridimensional. 

 Todo esse desafio foi iniciado e concluído graças, o professor Celso Santos, do Departamento de Artes e Design da PUC-Rio, que sempre foi um inconformado com a má qualidade das réplicas em 3D da estátua.

O trabalho, viabilizado pelo Núcleo Experimental Tridimensional da PUC (NEXT), foi realizado em três fases. O escaneamento foi o passo inicial, com o mapeamento e a captação de fotos com o drone.

Em outubro de 2014, os drones fizeram 19 voos sobre o Cristo e tiraram as 3500 fotografias.

Agora, a versão digital do Cristo poderá ser usada por estudantes e para ajudar em restaurações do monumento, como ocorreu há dois anos, quando a ponta de um dos dedos de mão direita foi danificada por um raio.

Aquisição de Dados

A plataforma utilizada para a aquisição dos dados foi o VANT Aeryon Scount, fabricado pela empresa canadense Aeryon Labs Ins. O equipamento faz uso de uma bateria e uma câmera integrada de 16MP. Controles básicos para disparo das fotos, alteração de níveis de zoom e gravação de vídeo, são suportados por software proprietário que roda em um tablet. Cada voo durava aproximadamente 10 minutos, logo apos as baterias eram trocadas e os dados baixados do cartão de memoria do VANT.

Reconstrução final

As duas mil e noventa fotos foram divididas em subprojetos e estes foram posteriormente incorporados em simultâneo para compor o todo, resultando em um total de 82 pontos de amarração. Em seguida, o software criou uma nuvem densa de ponto para encontrar os pixels correspondentes nos pares de imagens. Após este passo, o algoritmo do Pix4Dmapper cortou as partes indesejadas e filtrou pontos do fundo. Nesse momento, todo o modelo reconstruído teve uma alta precisão relativa, mas não carregava nenhum escala ou posição.

Uma medida do comprimento foi realizada sobre a base da estátua para definir a dimensão do modelo. Depois de ajustar a escala, as dimensões da estatua poderiam ser medida a partir do modelo. A última nuvem ponto consistia de 134,4 milhões de pontos e a malha 3D com 2,5 milhões de triângulos.

Observações finais

Este projeto mostra que a tecnologia VANT permite a modelagem exata de estruturas que são de difícil acesso. Desafios impostos pelas condições climáticas e restrições de segurança não pode ser um impedimento para um projeto bem sucedido, desde que seja feito um planejamento cuidadoso do lugar. A divisão em vários subprojetos é necessária para alcançar a reconstrução de estruturas grandes.