{"id":5784,"date":"2024-10-20T15:18:14","date_gmt":"2024-10-20T13:18:14","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.stonex.it\/non-categorizzato\/stonex-xvs-the-videogrammetric-scanner-with-vslam-technology\/"},"modified":"2024-11-15T14:52:35","modified_gmt":"2024-11-15T13:52:35","slug":"stonex-xvsthe-videogrammetric-scanner-with-vslam-technology","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/stonex.it\/it\/casi-studio\/stonex-xvsthe-videogrammetric-scanner-with-vslam-technology\/","title":{"rendered":"Stonex XVS &#8211; Scanner Videogrammetrico con tecnologia vSLAM"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-28f84493 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\" style=\"flex-basis:100%\">\n<p>Negli ultimi anni abbiamo visto come la tecnologia Lidar abbia conquistato il mercato in modo straordinario. L&#8217;affidabilit\u00e0 della cattura, la precisione e la velocit\u00e0 di acquisizione sono fattori che sono stati decisivi nella diffusione di questa tecnologia. Inoltre, negli ultimi 10 anni <wpcodeself wptype=\"\" wpml_attr_0=\"\">, grazie al progresso tecnologico \u00e8 stato possibile produrre scanner Lidar portatili. Ci\u00f2 ha comportato una moderata perdita di precisione, ma ha aumentato il dinamismo e la velocit\u00e0 di acquisizione, rendendo questi strumenti adatti a diverse tipologie di applicazioni.   <\/wpcodeself><\/p>\n\n\n\n<p>Anche la fotogrammetria e la visione artificiale nel campo del rilevamento basato su immagini si sono evolute in modo impressionante negli ultimi anni. \u00c8 ora possibile calcolare punti omologhi da centinaia di immagini con notevole affidabilit\u00e0 e flessibilit\u00e0. I processi sono ora molto pi\u00f9 rapidi e accurati, grazie anche al miglioramento delle tecniche di orientamento interno, e le texture hanno una risoluzione pi\u00f9 elevata con un migliore bilanciamento.  <\/p>\n\n\n\n<p>Questo scenario ha permesso lo sviluppo di un nuovo scanner: Stonex XVS vSLAM 3D Scanner; una nuova categoria di strumenti, che incorpora un sistema di scansione 3D basato su immagini in tempo reale. XVS utilizza due telecamere: la prima per la localizzazione simultanea delle apparecchiature in tempo reale (Visual SLAM) e l&#8217;altra per catturare immagini ad alta risoluzione e di alta qualit\u00e0. Lo scanner \u00e8 collegato via cavo ad un tablet dotato di un software in grado di guidare l&#8217;utente durante l&#8217;acquisizione, fornendo in tempo reale tutte le informazioni riguardanti i dati raccolti e la traiettoria.  <\/p>\n\n\n\n<p>L&#8217;utente cammina e scansiona in modo semplice ed intuitivo, muovendosi liberamente nello spazio. Questa semplicit\u00e0 di utilizzo permette di effettuare scansioni molto lunghe senza stancarsi e senza perdere alcun dato (abbiamo effettuato acquisizioni di pi\u00f9 di un&#8217;ora). Ci\u00f2 non significa che non sia possibile acquisire scansioni diverse che potranno poi essere automaticamente unite successivamente per aumentare la comodit\u00e0 dell&#8217;utente.  <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed aligncenter is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe title=\"Stonex XVS vSLAM 3D Scanner\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/RTcmk56ShHE?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">TELECAMERE E SLAM VISIVA<\/h3>\n\n\n\n<p>XVS \u00e8 costituito da due telecamere e un sistema di misurazione inerziale (IMU). La prima telecamera, utilizzata per Visual SLAM insieme al sistema di guida, abilita una funzione essenziale: \u00e8 la garanzia che l&#8217;acquisizione sul campo venga eseguita in modo tale che i dati elaborati siano di alta qualit\u00e0. Questo metodo di raccolta dati permette di essere sicuri che i modelli saranno sempre collegati e che non ci saranno errori durante l&#8217;elaborazione.  <\/p>\n\n\n\n<p>Questo \u00e8 un fattore molto importante, poich\u00e9 la fotogrammetria classica e la maggior parte dei sensori basati su immagini non possono garantire la stessa qualit\u00e0 unita alla facilit\u00e0 e velocit\u00e0 di acquisizione. Con altri strumenti c&#8217;\u00e8 sempre l&#8217;incertezza di aver raccolto dati precisi e il rischio di dover tornare sul sito per acquisire nuovamente i dati mancanti. <\/p>\n\n\n\n<p>L&#8217;altra fotocamera ha una risoluzione di 5 megapixel con un sensore da 2\/3\u2033 e una dimensione dei pixel di 3,45 micron. Il sensore \u00e8 del tipo con otturatore globale che consente all&#8217;utente di spostare la fotocamera senza distorcere l&#8217;immagine. \u00c8 importante notare che i sensori di smartphone e tablet utilizzano la tecnologia rolling shutter e potrebbero presentare piccole deformazioni nell&#8217;immagine che influiscono sulla precisione delle misurazioni, se si decide di raccogliere dati fotogrammetrici con questi dispositivi.  <\/p>\n\n\n\n<p>Il sistema di misura inerziale (IMU) viene utilizzato per livellare lo scanner e per stabilire i valori iniziali di orientamento interno che, insieme a quelli risultanti dal Visual SLAM, massimizzano le possibilit\u00e0 di successo nelle ricostruzioni 3D con traiettorie molto complesse.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">SELEZIONE AUTOMATICA DELLE IMMAGINI<\/h3>\n\n\n\n<p>Durante una raccolta dati, XVS cattura centinaia di immagini al minuto. \u00c8 comprensibile pensare che n\u00e9 l&#8217;elaborazione di tutte le immagini n\u00e9 la selezione sistematica possano essere soluzioni accettabili ai fini dell&#8217;elaborazione dei dati. Pertanto, durante la progettazione dello scanner XVS, \u00e8 stato sviluppato un sistema intelligente di selezione automatica delle immagini. Questo \u00e8 un prodotto della tesi di dottorato di Pedro Ortiz Coder <wpcodeself wptype=\"\" wpml_attr_0=\"\">&lt; wpcodeself &gt;, che garantisce i migliori risultati possibili, massimizzando l&#8217;accuratezza e la risoluzione dei modelli. Non si tratta di utilizzare il numero minimo di immagini possibile, ma piuttosto il numero ottimale di immagini in modo che i risultati abbiano la migliore qualit\u00e0 possibile.    <\/wpcodeself><\/p>\n\n\n\n<p>Questa selezione automatica viene effettuata con cura. L&#8217;algoritmo proprietario seleziona le immagini migliori in base a molteplici fattori: distanza dell&#8217;oggetto, velocit\u00e0 dell&#8217;utente, corrispondenza dell&#8217;immagine, qualit\u00e0 dell&#8217;immagine\/campo visivo, ecc. Ci\u00f2 aumenta la precisione delle immagini selezionate.  <\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">RICOSTRUZIONE SPECIFICA 3D<\/h3>\n\n\n\n<p>La procedura prosegue con l&#8217;orientamento interno delle immagini. A questo punto viene utilizzata la calibrazione interna della fotocamera fotogrammetrica e viene prestata particolare attenzione a massimizzare la precisione. L&#8217;orientamento interno ricalcola i punti omologhi raccolti durante la ripresa videogrammetrica in cattura continua.  <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed aligncenter is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe title=\"XVS vSLAM 3D Scanner - Santa Lucia del Trampal\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/yPpY1A_UFi4?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">CASO STUDIO: BAS\u00cdLICA DEL TRAMPAL<\/h2>\n\n<p>Per dimostrare le capacit\u00e0 di questo nuovo sistema videogrammetrico, \u00e8 stata eseguita una scansione dell&#8217;interno e dell&#8217;esterno della Basilica visigota di Santa Lucia del Trampal, ad Alcuescar, in Spagna. Questa basilica risale originariamente al VII secolo, anche se da allora ha subito numerose modifiche importanti. Attualmente \u00e8 l&#8217;unico edificio visigoto in buone condizioni situato nella parte meridionale della penisola iberica.  <\/p>\n\n<p>Per questa scansione abbiamo utilizzato lo scanner Stonex XVS e sono stati rilevati 10 punti all&#8217;esterno della basilica con un GNSS-GPS. La scansione esterna ha richiesto 5 minuti mentre la scansione interna ha richiesto 9 minuti. La scansione interna viene avviata e terminata sulla facciata esterna, con l&#8217;obiettivo di allineare automaticamente entrambe le aree. Durante la scansione \u00e8 stato utilizzato per la raccolta dati il software XVS <em>app<\/em> (installato su un tablet Microsoft Surface Pro) che permette di gestire tutti i parametri ed avere tutte le informazioni fondamentali in tempo reale. Per l&#8217;elaborazione dei dati \u00e8 stato utilizzato il software XVS<em> cloud<\/em>, che raccoglie le informazioni e le invia a un server con i parametri impostati dall&#8217;utente. Tra gli altri parametri \u00e8 possibile selezionare la qualit\u00e0 della mesh, che in questo caso era di media qualit\u00e0.     <\/p>\n\n<p>Per confrontare i dati \u00e8 stata eseguita una scansione con un laser scanner terrestre ad alta precisione, che \u00e8 stato posizionato in 16 posizioni diverse e sono state utilizzate sfere per aumentare la precisione della registrazione. Il risultato del confronto tra i modelli di scanner (laser scanner e scanner videogrammetrico) mostra una deviazione minima: <\/p>\n\n<p>La distanza media tra i due modelli \u00e8 di 4 mm all&#8217;esterno (Sigma=0,07) e 10 mm all&#8217;interno (Sigma=0,04).<\/p>\n\n<p>In conclusione, lo scanner videogrammetrico rappresenta senza dubbio un&#8217;alternativa veloce e precisa agli scanner statici e dinamici disponibili sul mercato, con risultati fantastici in termini di qualit\u00e0 delle texture. Lo scanner videogrammetrico XVS si \u00e8 rivelato maneggevole, leggero e facile da usare. Grazie alla sua semplicit\u00e0 d&#8217;uso \u00e8 uno strumento utilizzabile anche da persone non specializzate nel campo delle misurazioni.  <\/p>\n\n<p>Per le sue caratteristiche, XVS funziona molto bene con texture eterogenee, motivo per cui i principali campi di applicazione includono l&#8217;archeologia, l&#8217;edilizia, l&#8217;architettura, i beni culturali, l&#8217;urbanistica, la ricostruzione degli incidenti e la geologia.<\/p>\n\n<p>XVS si \u00e8 rivelato un sistema estremamente semplice e flessibile, ma anche preciso e potente. \u00c8 adatto sia agli esperti che ai principianti ed \u00e8 in grado di effettuare lunghe acquisizioni senza problemi. Pu\u00f2 gestire acquisizioni brevi, che possono essere unite successivamente senza problemi di allineamento, grazie alle caratteristiche del sistema.  <\/p>\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter size-large\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"576\" src=\"https:\/\/www.stonex.it\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/XVS_case-study_image_1-1024x576.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-5271\" srcset=\"https:\/\/stonex.it\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/XVS_case-study_image_1-1024x576.jpg 1024w, https:\/\/stonex.it\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/XVS_case-study_image_1-300x169.jpg 300w, https:\/\/stonex.it\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/XVS_case-study_image_1-768x432.jpg 768w, https:\/\/stonex.it\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/XVS_case-study_image_1-600x338.jpg 600w, https:\/\/stonex.it\/wp-content\/uploads\/2024\/08\/XVS_case-study_image_1.jpg 1280w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">bibliografia<\/h2>\n\n<p>[1]. Bosse, Michael &amp; Zlot, Robert &amp; Flick, Paul. (2012). Zebedee: Progettazione di un sensore di portata tridimensionale montato a molla con applicazione alla mappatura mobile. IEEE Transactions on Robotics. 28. 1104-1119. 10.1109\/TRO.2012.2200990.<\/p>\n\n<p>[2]. Pedro Ortiz Coder. Anno 2021. Titolo: Reconstrucci\u00f3n 3d a trav\u00e9s de un sistema videogram\u00e9trico basado en la utilizaci\u00f3n de visualslam y un procedimiento espec\u00edfico de selecci\u00f3n de im\u00e1genes. Deposito Dehesa. ID: <a href=\"\">http:\/\/hdl.handle.net\/10662\/12319<\/a>     <\/p>\n\n<p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Negli ultimi anni abbiamo visto come la tecnologia Lidar abbia conquistato il mercato in modo straordinario. L&#8217;affidabilit\u00e0 della cattura, la precisione e la velocit\u00e0 di acquisizione sono fattori che sono stati decisivi nella diffusione di questa tecnologia. 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