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Authors
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Abstract(s)
This study aims to enhance the use of advanced technologies to improve the accuracy and efficiency of 3D geometric surveys in civil engineering applications. The thesis proposes a workflow that includes in situ surveys, with and without topographic support, 2D and 3D modeling from point clouds, as well as a contribution to the automation of 3D modeling through a dedicated algorithm developed in VPL and Python. Digital surveys represent a significant advancement in documenting existing constructions, providing faster, safer, and more accurate measurements compared to traditional methods. The development of the script seeks to facilitate the modeling of structural elements from point clouds, optimizing time and reducing human errors, allowing for minor adjustments to the final model. This script has been detailed so that future work can continue to automate this workflow, which consequently increases productivity in the construction sector. The first stage of this study, conducted in collaboration with the Warsaw University of Technology, focused on a comparative analysis between the design dimensions and the actual dimensions of a structural connection plate of a railway bridge, using photogrammetry and laser scanning. In the photogrammetry process, photographs obtained from a drone without GNSS were used to create a point cloud, referenced and adjusted iteratively. The point cloud was segmented using the RANSAC method to facilitate 2D modeling. The second part aimed at semi-automatic 3D modeling, creating an algorithm based on visual programming and Python, using the results of a survey of an industrial warehouse with georeferenced photographs, laser scanning, and topographic support. This point cloud also had to be segmented using the RANSAC method to be used as input for the semi-automatic 3D modeling script.
Esse estudo visa aprimorar o uso de tecnologias avançadas para melhorar a precisão e eficiência de levantamentos geométricos 3D em aplicações de engenharia civil. A tese propõe um fluxo de trabalho que inclui levantamentos in situ, com e sem apoio topográfico, modelação 2D e 3D a partir de nuvens de pontos, além de um contributo para a automatização da modelação 3D por intermédio de um algoritmo dedicado desenvolvido em VPL e Python. Os levantamentos digitais são um grande avanço na documentação de construções existentes, proporcionando medições mais rápidas, seguras e precisas comparativamente aos métodos tradicionais. O desenvolvimento do script busca facilitar a modelação de elementos estruturais a partir de nuvens de pontos, otimizando tempo e reduzindo erros humanos, permitindo pequenos ajustes no modelo final. Esse script foi destrinchado para que futuros trabalhos continuem e automatizem cada vez mais esse fluxo de trabalho que gera por consequência maior produtividade no setor da construção civil. A primeira etapa desse estudo, realizada em colaboração com a Universidade Tecnológica de Varsóvia, focou-se na análise comparativa entre as dimensões de projeto e as reais de uma chapa de conexão estrutural de uma ponte ferroviária, recorrendo a fotogrametria e laser scanner. No processo de fotogrametria, as fotografias obtidas a partir de um drone sem GNSS foram usadas para criar uma nuvem de pontos, referenciadas e ajustadas iterativamente. A nuvem foi segmentada usando o método de RANSAC para facilitar a modelagem 2D. A segunda parte visou a modelação 3D semi automática, criando um algoritmo baseado em programação visual e Python, a partir dos resultados de um levantamento de um armazém industrial com fotografias georreferenciadas, laser scanner e apoio topográfico. Essa nuvem de pontos também teve de ser segmentada recorrendo ao método de RANSAC para ser usada como input para o script semi automático para modelação 3D.
Esse estudo visa aprimorar o uso de tecnologias avançadas para melhorar a precisão e eficiência de levantamentos geométricos 3D em aplicações de engenharia civil. A tese propõe um fluxo de trabalho que inclui levantamentos in situ, com e sem apoio topográfico, modelação 2D e 3D a partir de nuvens de pontos, além de um contributo para a automatização da modelação 3D por intermédio de um algoritmo dedicado desenvolvido em VPL e Python. Os levantamentos digitais são um grande avanço na documentação de construções existentes, proporcionando medições mais rápidas, seguras e precisas comparativamente aos métodos tradicionais. O desenvolvimento do script busca facilitar a modelação de elementos estruturais a partir de nuvens de pontos, otimizando tempo e reduzindo erros humanos, permitindo pequenos ajustes no modelo final. Esse script foi destrinchado para que futuros trabalhos continuem e automatizem cada vez mais esse fluxo de trabalho que gera por consequência maior produtividade no setor da construção civil. A primeira etapa desse estudo, realizada em colaboração com a Universidade Tecnológica de Varsóvia, focou-se na análise comparativa entre as dimensões de projeto e as reais de uma chapa de conexão estrutural de uma ponte ferroviária, recorrendo a fotogrametria e laser scanner. No processo de fotogrametria, as fotografias obtidas a partir de um drone sem GNSS foram usadas para criar uma nuvem de pontos, referenciadas e ajustadas iterativamente. A nuvem foi segmentada usando o método de RANSAC para facilitar a modelagem 2D. A segunda parte visou a modelação 3D semi automática, criando um algoritmo baseado em programação visual e Python, a partir dos resultados de um levantamento de um armazém industrial com fotografias georreferenciadas, laser scanner e apoio topográfico. Essa nuvem de pontos também teve de ser segmentada recorrendo ao método de RANSAC para ser usada como input para o script semi automático para modelação 3D.
Description
Keywords
Photogrammetry Laser scanning 3D Modeling 2D Modeling Visual Programming RANSAC Point Cloud Semi-automation Workflow Topographic Support