Analiza możliwości wykonania aerotriangulacji zdjęć cyfrowych pozyskanych kamerą niemetryczną zamontowaną na pokładzie bezzałogowego statku latającego bez systemu GPS/INS

• Autorzy: Kędzierski M. , Wierzbicki D. , Wilińska M. , Fryśkowska A.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the possibilities of aerialtriangulation of digital images from a non metric camera taken from an unmanned aerial vehicle without GPS/INS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono zagadnienie fotogrametrycznego opracowania zdjęć pozyskanych za pomocą amatorskiej, niemetrycznej kamery zamontowanej na pokładzie miniaturowego, bezzałogowego statku latającego (BSL). Rozpatrywanym zagadnieniem jest również zbadanie potencjału wykorzystania niskobudżetowych bezzałogowych platform latających pozbawionych systemu GPS/INS do pozyskiwania geodanych. W tym przypadku wyposażenie tego typu platformy w taki system podnosiłoby nawet kilkakrotnie koszt całego urządzenia, a dokładność wyznaczenia pozycji bezzałogowego statku kształtowałaby się na poziomie tylko kilku metrów. Celem badań było przeprowadzenie analizy dokładności aerotriangulacji zdjęć cyfrowych pozyskanych za pomocą kamery niemetrycznej zamontowanej na pokładzie bezzałogowego statku latającego. W ramach prac badawczych wykorzystano terenową osnowę fotogrametryczną, przeprowadzono kalibrację kamery niemetrycznej oraz wykonano nalot fotogrametryczny nad obszarem opracowania. Z kilkudziesięciu pozyskanych zdjęć wybrano takie, które charakteryzowały się możliwe najmniejszymi wartościami kątów nachylenia i skręcenia oraz posiadały zbliżoną skalę. W dalszych badaniach skupiono się na analizie dokładności aerotriangulacji na wybranym bloku testowym bez uwzględniania danych nawigacyjnych oraz, dla porównania, z uwzględnieniem przybliżonych środków rzutów z systemu GPS. Analizy dokładności wyrównania dokonano niezależnie w dwóch programach: Leica Photogrammetry Suite oraz MATCH-AT (INPHO). Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że oprogramowanie MATCH-AT jest znacznie wydajniejszym programem do aerotriangulacji zdjęć cyfrowych pozyskanych kamerą cyfrową z pokładu BSL od oprogramowania Leica Photogrammetry Suite. Dzięki dużej liczbie poprawnie wygenerowanych punktów wiążących możliwe było wzmocnienie sieci wiązań w czasie wyrównania. Udowodniono również, że możliwe jest otrzymanie zadowalających wyników wyrównania bez uwzględniania danych z tanich sensorów nawigacyjnych o niskiej dokładności, które w kontekście aerotriangulacji w żaden sposób nie poprawiły dokładności wyrównania.

EN

This paper addresses the problem of developing photogrammetric images acquired by an amateur, non-metric camera mounted on the UAV. Another issue under consideration is also exploring the potential use of low-cost unmanned platforms without a GPS/INS to obtain geospatial data. In the presented case, the use of this type of equipment on the UAV system would raise the cost of the device even several times, whilst the precision of the UAV’s position would be within a few meters. The aim of this study was to analyze the accuracy of aerial triangulation of digital images obtained using non-metric cameras mounted on board of the UAV. Ground control points, independent check points, the UAV system and calibrated digital camera have been used for aerial triangulation. With dozens of acquired images those that were characterized by the lowest possible values of the yaw, pitch and roll angles and those having a similar scale were selected. Further studies focused on the analysis of the aerial triangulation accuracy test on a selected block. Adjustment accuracy analysis was performed independently in two softwares: the Leica Photogrammetry Suite and MATCH-AT (INPHO). Based on the obtained results, the MATCH-AT software is much more efficient software for aerial triangulation of digital images obtained with a digital camera from UAV, compared to the Leica Photogrammetry Suite modules. Due to a large number of well generated tie points, the block geometry was strengthened which allow us to obtain good results. It was found that it is possible to obtain satisfactory results without the use of additional navigation data from low-cost sensors with low accuracy.

Słowa kluczowe

PL

fotogrametria lotnicza; aerotriangulacja; bezzałogowy statek latający; analiza dokładności; wyrównanie

EN

aerial photogrammetry; aerialtriangulation; unmanned aerial vehicle; accuracy analysis; adjustment

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 62, nr 4
• Strony: 241--251
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kędzierski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Instytut Geodezji, Zakład Teledetekcji i Fotogrametrii, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

autor

Wierzbicki D.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Instytut Geodezji, Zakład Teledetekcji i Fotogrametrii, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

autor

Wilińska M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Instytut Geodezji, Zakład Teledetekcji i Fotogrametrii, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

autor

Fryśkowska A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Inżynierii Lądowej i Geodezji, Instytut Geodezji, Zakład Teledetekcji i Fotogrametrii, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] H. Chao, C. Coopmans, L. Di, Y. Chen, A comparative evaluation of low-cost IMUs for unmanned autonomous systems, In Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems (MFI), 2010 IEEE Conference on 2010, 211-216.
• [2] J. Everaerts, The use of unmanned aerial vehicles (UAVs) for remote sensing and mapping, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 37, 2008, 1187-1191.
• [3] G.J. Grenzdörffer, A. Engel, B. Teichert, The photogrammetric potential of low-cost UAVs in forestry and agriculture, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 31 (B3), 2008, 1207-1214.
• [4] D. Hernandez-Lopez, B. Felipe-Garcia, D. Gonzales-Agullera, B. Arias-Perez, An Automatic Approach to UAV Flight Planning and Control for Photogrammetric Applications: A Test Case in the Asturias Region (Spain), Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 79 (1), 2013, 87-98.
• [5] J. Kolecki, Wykorzystanie jednostki IMU typu MEMS do określenia przybliżonych elementów orientacji zdjęć naziemnych, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 24, 2012, 133-143.
• [6] A.S. Laliberte, A. Rango, J.E. Herrick, Unmanned aerial vehicles for rangeland mapping and monitoring: a comparison of two systems, In ASPRS Annual Conference Proceedings, 2007.
• [7] A.S. Laliberte, C. Winters, A. Rango, A procedure for orthorectification of sub-decimeter resolution imagery obtained with an unmanned aerial vehicle (UAV), In Proc. ASPRS Annual Conference, 2008, 8-047.
• [8] Leica Geosystems, Leica Photogrammetry Suite Project Manager. Section II: Photogrammetric Theory, Georgia, 2006, 330-333.
• [9] J. Ziobro, Niezawodność współrzędnych tłowych w aerotriangulacji, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 21, 2010, 513-521.