Publications

Tuote- ja tilamalleja suoraan videokuvilta:
3-D VIDEODIGITOINNIN KEHITTÄMINEN
[3-D VIDEO DIGITIZING]

3-D videodigitoinnilla tarkoitetaan kohteiden mittaamista ja mallintamista videokuvauksesta. Digitointi perustuu videokuvien yhteensovittamiseen kohdetilassa. Yhteensovituksella lasketaan kohteen kuvapisteille XYZ-koordinaatit ja tuotetaan kohdemallia kolmiulotteisesti esittävä pisteparvi. Kun kohdepisteet piirretään videokuvien toistamin värisävyin, kohdemallin ilmiasu on todellinen. Kohdemallin yksityiskohtaisuus ja kattavuus lisääntyy digitoinnin myötä, ja pisteparvi kasvaa.

Kohteen ymmärtäminen tilamallina edellyttää pisteparven muuntamista geometrisiksi pinnoiksi ja niiden rajoittamiksi tila-alkioiksi. Geometrisillä pinnoilla kuvataan esimerkiksi taso-, lieriö- tai kartiomuotoja, tai monipolvisten murtofunktioiden esittämiä splini-muotoja. Videodigitoinnin ajankohtaisista sovelluksista voidaan mainita CAD-mallinnus "reverse engineering"- ja tilamallinnus "facilities management"-tarpeisiin. Ilmiasultaan todellisia kohde- ja tilamalleja tarvitaan tulevaisuuden "tele presence"-toiminnoissa.

3-D videodigitoinnin etuna pidetään videokuvausta. Videokuvaus on yksi tehokkaimmista kuvahavaintojen keruutekniikoista ja mahdollistaa erilaisten kohteiden digitoinnin aina, milloin kuvaaminen ylipäätään on mahdollista. 3-D videodigitointi on mittausmenetelmänä tarkka, suhteellisena tarkkuutena luokkaa 1 : 500...5000 kuva-alasta, ja järjestelmät kalibroidaan suoraan kuvahavainnoista. Kohteen digitointi tehdään joko yhdellä kameralla tai kameraparilla. Piirreprojektorilla lisätään kohteeseen tarpeen mukaan kuvien yhteensovitusta edesauttava piirteisyys.

Yksinkertainen 3-D videodigitointijärjestelmä on laser-profilometri. Se kootaan yhdestä kamerasta ja profiiliprojektorista, jotka kiinnitetään toisiinsa. Kohteeseen projisioitu ja kuvalta erottuva laser-juova muunnetaan kohteen poikkileikkaukseksi. Kohdemalli kerätään pisteparveksi siirtymällä kohteen suhteen ja esittämällä yhdensuuntaiset poikkileikkaukset samassa kohdekoordinaatistossa.

Tässä 3-D videodigitoinnin kehittämisen projektissa luodaan menetelmä digitoitujen osamallien liittämiseen toisiinsa koko kohteen kattavaksi malliksi. Sovelluskohteena käytetään tietokoneohjattua digitointipöytää, jossa digitointi perustuu laser-profilometrin käyttöön. Projekti toteutetaan TKK:n fotogrammetrian ja kaukokartoituksen laboratoriossa vuonna 1995. Se liittyy Konenäkö-ohjelmassa aiemmin toteutettuihin 3-D videodigitoinnin projekteihin sekä meneillään oleviin sensorifuusioprojektiin 3D-2000 ja tilahallintaprojektiin 3D-TILA. Projektin kokonaisbudjetti on runsaat 600.000 markkaa.

Yhteystiedot:
- Henrik Haggrén, puh. (90) 451 3900, TKK/Fotogrammetria, Otakaari 1, 02150 Espoo, Internet: Henrik.Haggren@hut.fi
- Olli Jokinen, puh. (90) 451 3907, TKK/Fotogrammetria, Otakaari 1, 02150 Espoo, Internet: Olli.Jokinen@hut.fi

Publications:

Return to the home page of HUT Institute of Photogrammetry and Remote Sensing