Performance evaluation of thermographic cameras for photogrammetric documentation of historical buildings

Abstract

Thermographic cameras record temperatures emitted by objects in the infrared region. These thermal images can be used for texture analysis and deformation caused by moisture and isolation problems. For accurate geometric survey of the deformations, the geometric calibration and performance evaluation of the thermographic camera should be conducted properly. In this study, an approach is proposed for the geometric calibration of the thermal cameras for the geometric survey of deformation caused by moisture. A 3D test object was designed and used for the geometric calibration and performance evaluation. The geometric calibration parameters, including focal length, position of principal point, and radial and tangential distortions, were determined for both the thermographic and the digital camera. The digital image rectification performance of the thermographic camera was tested for photogrammetric documentation of deformation caused by moisture. The obtained results from the thermographic camera were compared with the results from digital camera based on the experimental investigation performed on a study area.Câmaras termográficas registram temperaturas emitidas pelos objetos na região do infravermelho. Estas imagens termais podem ser usadas para analise de texturas e deformações causadas pelos problemas de umidade e isolamento. Para o levantamento acurado das deformações, a calibração geométrica e a avaliação do desempenho da câmara termográfica deverão ser conduzidas de modo apropriado. Nesta pesquisa, propõe-se uma abordagem para a calibração geométrica das câmaras termais visando o levantamento geométrico da deformação causada pela umidade. Um objeto teste 3D foi projetado e usado para a calibração geométrica e avaliação do desempenho. Os parâmetros de calibração geométrica, incluindo a distância focal, coordenadas do ponto principal, as distorções radiais e tangenciais, foram determinadas para as câmaras digital e termográfica. O desempenho da retificação da imagem digital da câmara termográfica foi testado para documentação fotogramética da deformação causada por umidade. Os resultados obtidos com a câmara termográfica foram comparados com os resultados obtidos com a câmara digital, baseados na investigação experimental realizada na área de estudos.