An integrated solution for 3D heritage modeling based on videogrammetry and V-SLAM technology

Abstract

Este artículo presenta un enfoque para la reconstrucción en 3D de escenas patrimoniales mediante un dispositivo basado en la videogrametría. El sistema, basado en dos cámaras de vídeo con características diferentes, utiliza una combinación de tecnologías de localización y mapeo visual simultáneo (SLAM) y de fotogrametría. El VSLAM, junto con una serie de algoritmos de filtrado, se utiliza para la selección óptima de las imágenes y para garantizar que el usuario no pierda el seguimiento durante la adquisición de datos en tiempo real. Las diferentes herramientas de hotogrametría adaptadas en este dispositivo y para este tipo de captura manual se explican. Se lleva a cabo una evaluación del dispositivo, incluyendo comparaciones con el escáner láser Faro Focus X 330, a través de tres casos prácticos en los que se analizan múltiples aspectos. Se demuestra que el sistema videogramétrico propuesto es 17 veces más rápido en la captura de datos que el escáner láser y que el post-procesamiento del sistema es totalmente automático, pero lleva más tiempo que el escáner láser escáner láser en el posprocesamiento. También se observa que las precisiones de ambos sistemas y las texturas generadas texturas generadas son muy similares. Nuestra evaluación demuestra las posibilidades de considerar el sistema propuesto como un nuevo instrumento de medición de calidad profesional.

This paper presents an approach for 3D reconstruction of heritage scenes using a videogrammetric-based device. The system, based on two video cameras with dierent characteristics, uses a combination of visual simultaneous localization and mapping (SLAM) and photogrammetry technologies. VSLAM, together with a series of filtering algorithms, is used for the optimal selection of images and to guarantee that the user does not lose tracking during data acquisition in real time. The dierent hotogrammetrically adapted tools in this device and for this type of handheld capture are explained. An evaluation of the device is carried out, including comparisons with the Faro Focus X 330 laser scanner, through three case studies in which multiple aspects are analyzed. We demonstrate that the proposed videogrammetric system is 17 times faster in capturing data than the laser scanner and that the post-processing of the system is fully automatic, but takes more time than the laser scanner in post-processing. It can also be seen that the accuracies of both systems and the generated textures are very similar. Our evaluation demonstrates the possibilities of considering the proposed system as a new professional-quality measurement instrument.