Wyznaczanie imperfekcji kształtu wysmukłych budowli w oparciu o znane elementy orientacji kątowej kamery

• Autorzy: Bernasik J. , Mikrut S.

Warianty tytułu

EN

Determination of shape imperfections of lofty structures based on know elements of angular orientation of the camera

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł prezentuje opracowaną na potrzeby projektu badawczego MNiSzW metodykę analizy obrazów cyfrowych i przetwarzania wyników pomiaru, umożliwiającą wyznaczanie imperfekcji kształtu wysmukłych budowli w oparciu o znane elementy orientacji kątowej kamery. Do obliczeń zastosowano zmodyfikowane procedury stosowane w przypadku pomiarów wychyleń od pionu wysmukłych budowli typu wieżowego. Skonstruowano i przetestowano autorski system mający spełniać funkcję „fototeodolitu cyfrowego”. Aparat metryczny Rollei 6008 z przystawką cyfrową P20 z zainstalowanymi 4 libellami jest mocowany na teodolicie Theo 010B. Urządzenie umożliwia wykonywanie zdjęć poziomych, oraz nachylonych pod kątem 23°. Do testów użyto obiektywu o ogniskowej 80 mm, którego kalibrację wykonano fabrycznie, przy ustawieniu ogniskowania na nieskończoność. Autorzy opracowali procedury pozwalające na wykonywanie automatycznych pomiarów na obrazie cyfrowym. Do wykrywania krawędzi obiektu i pomiaru na obrazie cyfrowym wykorzystano algorytmy podpikselowej analizy obrazu. Bazują one na detekcji pojedynczych punktów przekroi krawędziowych, a następnie na wpasowaniu odpowiedniej funkcji reprezentującej badany kształt obiektu. Algorytmy zostały oprogramowanie w języku C++ i zaimplementowane do systemu. Zastosowane algorytmy pozwalają również na zbadanie dokładności lokalizacji krawędzi testowanych obiektów.

EN

The usefulness of algorithms of shape imperfection determination in lofty structures on the basis of known elements of spatial orientation was studied; the study was supported by a grant from the Ministry of Science and Higher Education's State Research Committee of Poland. To solve the problem, a methodology for digital image analysis and measurement dasta processing was developed, which made it possible to determine and explore elements of external orientation of the camera. To perform the necessary calculations, procedures used to measure deviations of lofty, tower-like structures (industrial stacks, towers, columns, etc) from the vertical were modified. An original system, intended to work as a "digital phototheodolite," was constructed and tested. A Rollei 6008 metric camera equipped with a P20 digital back (16 million pixel resolution) and 4 levels installed was attached to a Theo 010B theodolite. The device allows to take horizontal and inclined (by 23°) photographs. The device was constructed at the University of Science and Technology in Kraków, Poland. The high resolution of the camera made it possible to obtain metric images of a very high geometric and radiometric quality. During the tests, a factory calibrated 80 mm focal length lens was employed, the lens focus being set at infinity. Procedures that allow taking automatic measurements on digital images were worked out. In its final version, the system described will be coupled with a portable computer, which will render it operable in real time. Algorithms of subpixel image analysis were utilized to detect shape imperfections on digital images. The algorithms are based on detecting single points of edge crosssections, whereby an appropriate function, representing the shape of the structure examined, was fitted. The algorithms were integrated into a software and implemented into a system that is being developed under research project support mentioned. The entire software is written in C++ language. The emerging system makes it also possible to examine the accuracy of edge location accuracy in the structures tested structures. Paper discusses results of the research and outcomes of preliminary tests conducted.

Słowa kluczowe

PL

imperfekcja kształtu; kalibracja; kamera metryczna; fototeodolit cyfrowy; elementy orientacji kątowej

EN

shape imperfection; calibration; metric camera; digital phototheodolite; angular orientation elements

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 18a
• Strony: 11--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Bernasik J.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone] fax: [phone]

autor

Mikrut S.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone] fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Bernasik J., 1983. Terrofotogrametryczne wyznaczanie przemieszczeń i odkształceń na zasadzie różnicowej. Zeszyty naukowe AGH Kraków, Zeszyt nr 77, s. 65-83.
• 2. Bernasik J., 2001. Raport z realizacji projektu badawczego KBN Nr 9T12E01418. pt. „Automatyzacja fotogrametrycznego badania naprężeń lin odciągowych na drodze analizy obrazów cyfrowych” (materiały niepublikowane), Kraków.
• 3. Bernasik J., Mikrut S., 2006. Automatyzacja fotogrametrycznych pomiarów odkształceń dachowych dźwigarów hal przemysłowych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Półrocznik AGH - Geodezja. Kraków, Tom 12, Zeszyt 2, s. 141-149.
• 4. Bernasik J., Mikrut S. 2007. Zautomatyzowana korekcja błędów kątowej orientacji niemetrycznej kamery cyfrowej, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. Kraków, Vol. 17a, s. 33-42.
• 5. Jachimski J., Mikrut S., 1998. Próba subpikselowej lokalizacji linii konturowych z wykorzystaniem drugiej pochodnej obrazu cyfrowego. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. Kraków, Vol. 8, s. 25-1 - 25-7.
• 6. Mikrut S., 2003. Wpływ skanowania i kompresji JPEG na wykrywanie obiektów liniowych i punktowych na obrazach cyfrowych. Rozprawa Doktorska. AGH Kraków.
• 7. Leksykon, 2008. http://limba.wil.pk.edu.pl/~az/leksykon.php
• 8. Topcon, 2008. http://www.tpi.com.pl/uploads/file/pdf/katalogi/Kat_Instr_Geod_Topcon2008RBin211107.pdf