Fotogrammetrie

Fotogrammetrie je metoda, která určuje tvar, rozměry a polohu objektu z fotografií pořízených z různých směrů (anglicky photogrammetry). Poloha bodu zachyceného alespoň na dvou snímcích se určí protnutím paprsků z jednotlivých snímků, podobně jako při triangulaci. Software přitom současně dopočítá polohu a natočení fotoaparátu u každého snímku (svazkové vyrovnání, anglicky bundle adjustment).

Měřicí (průmyslová) fotogrammetrie pracuje s kódovanými a nekódovanými retroreflexními terči nalepenými na objekt, s kalibrovaným fotoaparátem a s měřítkovými tyčemi známé délky. Jejím výsledkem nejsou plochy, ale velmi přesné souřadnice terčů. Přesnost bývá podle systému řádově setiny milimetru na metr velikosti objektu, takže i díl dlouhý několik metrů lze zaměřit s chybou v řádu desetin milimetru nebo menší. Stejný princip využívají optické systémy pro měření posuvů a deformací při zatěžovacích zkouškách.

Obrazová fotogrammetrie (structure from motion) naopak z desítek až stovek běžných fotografií vytvoří hustý bodový mrak nebo polygonovou síť s barevnou texturou. Terče nepotřebuje, vyžaduje však povrch s výraznou kresbou. Přesnost závisí na rozlišení snímků, vzdálenosti a geometrii záběrů a bývá výrazně horší než u průmyslových 3D skenerů: u předmětů obvykle desetiny milimetru až milimetry, u budov a terénu snímaného dronem centimetry.

Při 3D skenování velkých objektů se fotogrammetrie často kombinuje se skenerem. Nejprve se fotogrammetricky zaměří referenční terče na celém objektu a skener pak jednotlivé záběry ukládá do tohoto pevného rámce. Tím se omezí hromadění chyby při navazování skenů, které je u rozměrných dílů hlavním zdrojem nepřesnosti.

Měřicí fotogrammetrie se vyplatí u rozměrných objektů, u kterých záleží na celkovém rozměru a vzájemné poloze bodů: svařované rámy, karosářské díly, formy, přípravky, ocelové konstrukce a velké strojní celky. Používá se ke kontrole polohy upínacích a montážních bodů, k měření deformací a jako referenční rámec pro 3D skenování dílů o velikosti v řádu metrů.

Obrazová fotogrammetrie je vhodná pro dokumentaci budov, hal, terénu, soch a historických předmětů, kde záleží spíš na úplnosti a barevné textuře než na setinách milimetru. Na vybavení je nenáročná, pořízení a zpracování snímků však vyžaduje zkušenost a čas.

Bez měřítka nemá fotogrammetrický model správnou velikost. Pro měření jsou nutné kalibrované měřítkové tyče, obvykle alespoň dvě v různých směrech. Rychlé modely z mobilních aplikací mají nejistou přesnost a hodí se pro vizualizaci, ne jako podklad pro výrobu.

Obrazová fotogrammetrie selhává na jednobarevných, lesklých, průhledných a velmi tmavých plochách a na tenkých prvcích. Takové povrchy je nutné nastříkat nebo opatřit vzorem. Neostré snímky, nedostatečný překryv záběrů, měnící se osvětlení nebo pohyb předmětu se projeví šumem a dírami v datech.

V poptávce rozlišujte, zda potřebujete souřadnice bodů s deklarovanou přesností, nebo texturovaný model pro prezentaci. Ptejte se, jakou přesnost dodavatel zaručí pro danou velikost objektu a jak ji ověří. Ověřte si také, zda lze na povrch lepit terče a zda nevadí stopy po jejich odstranění.