Maa-57.260 Fotogrammetrian erikoissovellutukset

Luento-ohjelma 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

(Henrik Haggrén, 19.1.2001)

Luento 1: Erikoissovellusten päätehtävät.

AIHEITA

Opintojakso


Fotogrammetrian päätehtävät

Mittausprosessi


Oheisessa kuvassa on esitetty mittausprosessi sovellettuna maaston kartoitustehtävään. Kohdekoordinaatistona on kartastokoordinaatisto, joka on merkitty maastoon geodeettisin kiintopistein. Ilmakuvien tehtävänä on "nähdä" maasto tässä koordinaatistossa niin, että jokaiselle kuvalta tulkitulle maaston yksityiskohdalle saadaan määritettyä 3-D koordinaatit. Fotogrammetrisen kartoitusprosessin geodeettisena tavoitteena voidaan pitää sitä, että vaikka kartoitusta tehdään samalla alueella eri aikoina ja eri menetelmin, kaikki kohteet tulee kartoitettua samaan yhtenäiseen koordinaatistoon. Tällä on merkitystä, koska nykyään kartoitustehtävä on yhä useammin täydennyskartoitusta ja vanhan kartta-aineiston päivitystä ja menetelmät perustuvat kuvien ja karttojen keskinäiseen vertaamiseen.

Selvimmät muutokset varsinaiseen mittausprosessiin ovat syntyneet "on-line"-sovellusten myötä. Esimerkkejä tällaisista mittaustehtävistä ovat teollisen tuotannon laadunvalvonta ja geometristen mittojen hankinta valmistuksen ohjaustiedoiksi.  Fotogrammetrisiksi mittausasemiksi kutsutut konenäköjärjestelmät rakennetaan pysyvästi tuotantolinjalle. Niiden ydin muodostuu kiinteästi asennetuista kameroista ja kameroiden jatkuvasti tuottamia kuvia fotogrammetrisesti tulkitsevasta ohjelmistosta. Järjestelmä tulkitsee myös omaa tilaansa, toisin sanoen kaikki geometriset muutokset kameroiden ja ympäristön välillä huomioidaan ja kompensoidaan järjestelmän tuottamissa mittaustuloksissa. Varsinainen mittaussuoritus ja tulosten analysointi on ohjelmoitu ja toistuu tuotantoprosessin tahdissa. Kyse ei ole varsinaisesta kartoitustehtävästä vaan yksinomaan tuotannossa tapahtuvien muutosten havaitsemisesta ja tämän tiedon välittömästä kytkemisestä tilastolliseen prosessinohjaukseen.

Erikoisovellukset

3-D digitizing

Application

Typical characteristics of the off-line and on-line video digitizing procedures.
On-line  Off-line
 3-D measuring task  Control of 
 a) object orientations 
 b) process deformations
 Digitizing of object geometries
 Sampling modes  a) Pointwise, ltd no of pts/frame 
 b) Profilewise, < 512 pts/frame
 a) Pixelwise, < 512 x 512 pts/frame 
 b) Profilewise, < 512 pts/frame
 Measurement set-up  Photogrammetric station, for permanent usage  3-D digitizing unit, fortemporary usage
 Camera configuration  Multiple cameras  a) Single camera 
 b) Stereo head
 System calibration  On-site  On-site, or off-site
 Calibration procedure  1. Interior orientation 
 2. Exterior orientation
 1. Relative orientation 
 2. Absolute orientation
 Automated targeting  a) Template targets 
 b) Projected features: 
      - points (0-D) 
      - lines (1-D)
 Projected features 
  - lines (1-D) 
  - structured light (2-D)
 Observations  Monoscopic, image coordinates  Stereoscopic, image coordinates and parallaxes
Correspondence finding  2-D for target search, 
 3-D for space intersection
 2-D for relative orientation, 
 1-D for parallax reading
 Processing of 3-D coordinates  By 3-D perspective transformations  X = left (x) 
 Y = left (y)
 Px = right (x) - left (x)
 Targeted measuring precision  Better than 1/10th of the original pixel size  Between 1 and 1/10th of the original pixel size
 Targeted measuring accuracy  1 : 5,000 .... 1 : 25,000  1 : 3,000 .... 1 : 15,000

 

 
 

 
 

Mechanism

Input

Output













Models

Tutkimus- ja kehitystehtävät

Kirjallisuutta


Maa-57.260 Fotogrammetrian erikoissovellutukset
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13