Processat de dades TLS (Terrestrial Laser Scanner)

La tècnica de l’escaneig làser utilitzant sensors terrestres permet adquirir quantitats massives de punts amb resolucions mil·limètriques, d’una forma més ràpida que les tècniques habituals, podent completar o substituir altres mètodes. Es basa en la utilització d’un dispositiu terrestre que fa servir un làser que mesura àngles, distàncies i intensitat dels punts il·luminats, de manera sistemàtica, a una tassa elevada i en temps reals. Com a resultat de l’adquisició de les dades, l’usuari obté un núvol de punts per cada exploració que representa l’àrea escanejada. L’objectiu d’aquest treball es centra en primer lloc en l’anàlisi d’aquests núvols de punts amb la finalitat de reconèixer i extreure objectes, tals com plans, esferes, cons, etc. Posteriorment s’analitzaran diferents mètodes de matching que permetran relacionar cadascun d’aquests objectes amb els seus homòlegs a diferents núvols de punts. El document està estructurat en quatre capítols que es resumeixen breument a continuació. En el primer capítol es dóna una visió general dels làser escàner terrestres (TLS) com a instruments de mesura. S’explica el seu principi bàsic de funcionament i es fa un resum dels diferents models que es poden trobar al mercat. Al capítol dos, es fa referència al concepte de parametrització. L’objectiu és, donat un núvol de punts 3D, extreure objectes concrets com poden ser esferes o plans. A fi d’aconseguir aquest objectiu s’ha estudiat l’algoritme RANSAC. També es fa referència a un detector de contorns; el detector de contorns de Canny, com a pas previ a l’aplicació de RANSAC. Posteriorment, al capítol 3 es mostren els resultats obtinguts en l’aplicació de RANSAC: primer en un núvol de punts simulat i després en un de real. S’ha aplicat aquest algoritme a l’extracció d’esferes i de plans. Finalment al capítol 4 es parla de matching o aparellament d’imatges; es tracta de, donats dos núvols de punts, localitzar punts homòlegs entre aquests dos. De les diferents tècniques de matching s’ha escollit el matching relacional que utilitza a l’hora de fer l’aparellament, a més de les pròpies característiques de les formes, relacions entre elles. Els annexos inclouen el codi utilitzat en la implementació dels algoritmes analitzats així com informació addicional.En aquest treball de final de carrera, realitzat a l’Institut de Geomàtica, es fa una anàlisi dels núvols de punts obtinguts a partir d’un escàner làser terrestre (Terrestrial Laser Scanner – TLS). Aquests tipus d’aparells tenen la peculiaritat que per cadascuna de les captures que realitzen, emmagatzemen informació tant de distància com d’intensitat. El que es pretén és la realització de matching o aparellament d’objectes presents en núvols de punts diferents, realitzant primer una extracció dels mateixos i posteriorment efectuant el matching. Pel tractament d’aquests núvols de punts s’han utilitzat diverses eines comercials com per exemple ENVI, així com eines desenvolupades al llarg del projecte amb codi C++. Un dels objectius d’aquest projecte s’ha basat en l’extracció d’objectes tals com plans o esferes dels núvols de punts en qüestió. L’algoritme implementat per aquesta finalitat ha estat RANSAC, primer sobre núvols de punts simulats i després sobre imatges reals. Altres algoritmes, com CANNY per a la detecció de contorns, també han estats utilitzats. Finalment es presenten diferents mètodes de matching existents per a identificar els mateixos objectes en núvols de punts diferents. D’entre tots els mètodes existents l’escollit ha estat el matching relacional, que utilitza a més de les pròpies característiques de les formes, relacions entre elles