ES2631827A1 - Dispositivo automático para documentación fotogramétrica de objetos - Google Patents

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    • A47F5/00—Show stands, hangers, or shelves characterised by their constructional features
    • A47F5/02—Rotary display stands
    • A47F5/025—Rotary display stands having mechanical drive, e.g. turntables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo automático para documentación fotogramétrica de objetos, que comprende los siguientes bloques: el torno y unidad de control. El primero recoge las piezas hardware que configuran el torno; y el segundo es el dispositivo hardware adherido al torno que comprende, entre otros, la parte software que controla el dispositivo. Además el dispositivo requiere de una cámara fotográfica, pudiendo el usuario utilizar su propia cámara fotográfica. Las ventajas del dispositivo son que permite al usuario la configuración y programación del proceso de captura de imágenes a través de la unidad de control, concretamente usando el panel digital, de modo que se puede configurar la captura, especificando el rango de grados que desea avanzar en cada rotación, además de comunicar a la cámara, a través de infrarrojos, cuándo efectuar cada disparo.

Description

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dispositivo automAtico para documentacion fotogrametrica de
OBJETOS
descripcion
Dispositivo automatico para documentacion fotogrametrica de objetos.
CAMPO DE LA INVENCION
Esta invention se engloba como herramienta auxiliar dentro de la fotogrametria digital / Structure from Motion, que es una tecnica que permite la obtencion de modelos tridimensionales a partir de dos o mas imagenes que comparten un mmimo porcentaje de solape entre ellas. Esta tecnica, hoy en dia, es aplicada en multitud de sectores productivos, desde la ingenieria, al estudio y la conservation del patrimonio cultural o la creation de contenidos para cine digital o videojuegos, entre muchos otros.
ESTADO DE LA TECNICA ANTERIOR
Actualmente, la documentacion tridimensional de objetos se realiza a traves de diferentes tecnicas e instrumentos. Aunque no es el objeto de este documento realizar una exposition exhaustiva de todos los sistemas de documentacion tridimensional, es posible establecer una clasificacion general a partir de los siguientes criterios:
1. Tecnicas y equipos que se basan en la emision de luz, a diferente longitud de onda en funcion de la tecnica empleada, y en la medicion y analisis de dicha emision, asi como de la respuesta obtenida. Son, por lo general, equipos con un elevado coste, entre 4.000 y 100.000 €, entre los cuales podemos incluir los siguientes:
a. Escaneres de tiempo de vuelo.
b. Escaneres de triangulacion optica.
c. Escaneres de diferencia de fase.
d. Escaneres de luz blanca estructurada.
2. Tecnicas y equipos que se basan en la captura de information de objetos sobre los que incide una fuente de iluminacion (natural o artificial). En la practica, se basan en la captura fotografica y el tratamiento y analisis de las relaciones entre las diferentes imagenes obtenidas mediante la utilization de restituidores o de software espedfico. Se pueden citar los siguientes:
a. Fotogrametria analrtica
b. Fotogrametria analogica
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c. Fotogrametria digital / Structure from Motion
Actualmente, de entre todos los sistemas mencionados, la fotogrametria digital / Structure from Motion se ha convertido en la tecnica mas empleada y mas extendida, principalmente por su bajo coste y su versatilidad (puede ser utilizado sobre cualquier tipo de objeto o estructura).
Ante la creciente expansion de la fotogrametria digital / Structure from Motion y su utilization en practicamente todos los sectores productivos (arquitectura, conservation y restauracion, arqueologia, ingenieria, cine digital, videojuegos, peritacion o criminalistica, entre muchos otros) se hace necesario analizar cuales son las fases de trabajo que pueden ser optimizadas y automatizadas. Precisamente una de ellas es la de la documentation de objetos y piezas, que actualmente se realiza de un modo completamente manual. Para ello, para obtener el modelo tridimensional de un objeto, el tecnico debe manipularlo, haciendolo rotar sobre si mismo para obtener information de todo su volumen, o bien debe rotar el mismo sobre el objeto para obtener el mismo resultado; su presencia es, por lo tanto, necesaria durante todo el proceso, lo que hace inviable la aplicacion de la tecnica a grandes volumenes de objetos.
En este sentido, la utilizacion de hardware que facilite la automatization de este proceso (captura fotografica), puede resultar util en diferentes sectores, entre los cuales:
1. Documentacion 3D de piezas arqueologicas para museos y empresas e instituciones del sector.
2. Documentacion de modelos a escala para la construction de objetos efimeros y / o relacionados con eventos populares: fallas u hogueras (entre otros).
3. Prototipado y fabrication de piezas en ingenieria industrial, joyeria o calzado.
4. Cine y arte digital: documentacion 3D de modelos a escala para su integration digital en escenarios de cine o en videojuegos.
Por todo lo expuesto en el apartado anterior, es necesario desarrollar un dispositivo auxiliar para la documentacion 3D de objetos; automatico y de coste reducido.
EXPLICACION DE LA INVENCION
El desarrollo de este dispositivo surge de la necesidad de optimizar, automatizandola, la fase de captura fotografica, dentro del metodo general de obtencion de modelos tridimensionales a traves de la tecnica descrita conocida como fotogrametria digital /
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Structure from Motion.
Se trata de un dispositivo capaz de automatizar el proceso de captura fotografica en dos fases:
1. Configuration y programacion del proyecto de captura a traves de un panel de control digital que sincroniza el torno con la camara fotografica.
2. Ejecucion del proyecto de captura: rotation automatica de la pieza y captura fotografica en base a la configuracion previa.
El dispositivo permite rotar verticalmente y de forma automatica un objeto con la finalidad de capturar imagenes aptas para su posterior procesado con software de fotogrametria y la obtencion final del modelo 3D correspondiente. Por lo tanto, este dispositivo esta disenado para optimizar la fase de captura fotografica, automatizandola.
Por tanto, la presente invention se refiere a un dispositivo automatico para documentation fotogrametrica de objetos, que comprende dos bloques principales: torno y unidad de control. El primero recoge las piezas que configuran el torno; y el segundo es el dispositivo hardware adherido al torno que comprende, entre otros, la parte software que controla el dispositivo.
Ademas el dispositivo requiere de una camara fotografica. Cabe destacar la ventaja de que el usuario puede utilizar su propia camara fotografica, lo que le permite al usuario emplear el dispositivo de captura con el que esta familiarizado, agilizando el trabajo y haciendo innecesarios la adquisicion y el aprendizaje en el manejo de otro sensor.
El dispositivo permite al usuario la configuracion y programacion del proceso de captura de imagenes a traves de la unidad de control, concretamente usando un panel digital, de modo que se puede configurar la captura, especificando el rango de grados que desea avanzar en cada rotacion, ademas de comunicar a la camara, a traves de infrarrojos, cuando efectuar cada disparo.
Por tanto, la presente invencion se refiere a un dispositivo automatico para documentacion fotogrametrica de objetos que comprende el torno y la unidad de control adherida al torno, de modo que el dispositivo esta caracterizado por comprender los siguientes elementos:
• Plato
• Base giratoria
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• Estructura principal con la unidad de control adherida
• Estructura de soporte
Donde la estructura principal es una pieza que comprende en su parte superior un rail y en el interior, un sistema de rotacion para mover las piezas; y que tiene adherida la unidad de control que permite la configuration del proyecto por parte del usuario, automatizando la rotacion y la captura fotografica del objeto.
En una realization en particular, la base giratoria es circular y comprende ruedas en serie que permiten la rotacion del objeto.
En una realizacion en particular, el resto de piezas son objetos con forma rectangular.
En una realizacion en particular, el sistema de rotacion comprende un motor, un eje de rotacion del motor y las conexiones con el resto de componentes.
En una realizacion en particular, la unidad de control, que permite la automatization de la rotacion del objeto captando un set completo de imagenes del mismo, comprende los siguientes elementos:
• Panel digital que comprende:
o Display LCD o Pulsadores
• Circuito electronico
• Conexiones
Donde se encuentra embebido el software que controla todo el dispositivo.
En terminos practicos, el esquema de trabajo de este dispositivo para la obtencion de imagenes de un objeto para construir el modelo 3D correspondiente quedaria de la siguiente manera:
1. Colocation del objeto sobre el plato del torno.
2. Colocacion y configuracion de parametros de la camara fotografica en la position deseada (preferiblemente sobre tripode).
3. Configuracion, desde el panel digital de la unidad de control del torno, del numero de imagenes que se desea tomar del objeto. Si se desea realizar un total de 8 fotografias, el torno rota sobre su propio eje y, a intervalos de 45°, se detiene y automaticamente ordena a la camara fotografica realizar un disparo.
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4. Obtencion de un set completo de imagenes fotograficas del objeto, aptas para ser procesadas con software de fotogrametria digital / Structure from Motion.
Su coste, reducido respecto a otros sistemas automatizados de captura, ayuda a consolidar a la fotogrametria digital / Structure from Motion como el metodo mas empleado a la hora de obtener modelos tridimensionales de objetos y como una alternativa eficaz a sistemas de escaneado 3D, cuyos costes resultan mas elevados.
Para completar la descripcion que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, se acompana la presente memoria descriptiva de un conjunto de vistas, en base a cuyas figuras se comprenderan mas facilmente las innovaciones y ventajas de los dispositivos objetos de la invencion.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Vista en perspectiva explosionada del dispositivo automatico de documentacion fotogrametrica, donde se distinguen las distintas partes del torno y de la unidad de control.
Figura 2.- Vista lateral del dispositivo.
Figura 3.- Vista en planta del dispositivo, por la cara superior del torno.
EXPOSICION DETALLADA DE MODOS DE REALIZACION
Como se ha comentado anteriormente, el dispositivo automatico de documentacion fotogrametrica comprende dos bloques principales, el torno y la unidad de control.
El torno comprende objetos de forma rectangular, salvo la base giratoria que es circular, ensamblados entre si formando un dispositivo con forma octogonal sobre el que se situa el objeto a fotografiar. Los elementos del torno son:
• El plato 1 desmontable e intercambiable donde se situa el objeto a fotografiar.
• Base giratoria 2 con forma circular sobre la que descansa el plato 1. Esta base giratoria 2 dispone de unas ruedas 4 situadas en serie y esta conectada por la cara inferior al eje de rotacion del motor 3.
• Estructura principal 6 sobre la que apoya la base giratoria 2. Esta estructura principal 6 comprende un rail 5 ubicado en la parte superior sobre el que se desplazan las ruedas 4 y un sistema de rotacion formado por: un motor, un eje de rotacion del motor 3 y las conexiones con el resto de componentes. En el centro de la estructura
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principal 6 se encuentra un orificio 7 que permite la salida del eje de rotacion del motor 3, para conectarse a la base giratoria 2. De esta forma, el sistema de rotacion permite mover objetos pesados con un motor de baja potencia.
• Estructura de soporte 13, base sobre la que descansa todo el sistema.
Adherida al torno, se encuentra la unidad de control 9, que comprende los siguientes elementos:
• Panel digital que comprende:
o Display LCD 10. o Tres pulsadores 11.
• Circuito electronico 12.
• Y las conexiones correspondientes.
El display LCD 10 y los pulsadores 11 estan situados en la parte superior de la unidad de control 9, pudiendo ser manipulados desde el exterior. En el interior esta situado el circuito electronico 12 y las conexiones con el resto de componentes del sistema. Ademas, en la unidad de control 9 se encuentra embebido el software que controla la totalidad del sistema.

Claims (5)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo automatico para documentation fotogrametrica de objetos que comprende el torno y la unidad de control adherida al torno, de modo que el dispositivo esta caracterizado por comprender los siguientes elementos:
    • Plato
    • Base giratoria
    • Estructura principal con la unidad de control adherida
    • Estructura de soporte
    Donde la estructura principal es una pieza que comprende en su parte superior un rail y en el interior, un sistema de rotation para mover las piezas; y que tiene adherida la unidad de control que permite la configuracion del proyecto por parte del usuario, automatizando la rotacion y la captura fotografica del objeto.
  2. 2. Dispositivo automatico para documentacion fotogrametrica de objetos segun la reivindicacion 1, donde la base giratoria es circular y comprende ruedas en serie que permiten la rotacion del objeto.
  3. 3. Dispositivo automatico para documentacion fotogrametrica de objetos segun la reivindicacion 1, donde el resto de piezas son objetos con forma rectangular.
  4. 4. Dispositivo automatico para documentacion fotogrametrica de objetos segun la reivindicacion 1, donde el sistema de rotacion comprende un motor, un eje de rotacion del motor y las conexiones con el resto de componentes.
  5. 5. Dispositivo automatico para documentacion fotogrametrica de objetos segun la reivindicacion 1, donde la unidad de control, que permite la automatization de la rotacion del objeto captando un set completo de imagenes del mismo, comprende los siguientes elementos:
    • Panel digital que comprende:
    o Display LCD o Pulsadores
    • Circuito electronico
    • Conexiones
    Donde se encuentra embebido el software que controla todo el dispositivo.
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