Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Determination of reliability parameters of HPL and VPL technical safety in the procedure of a non-precision landing approach NPA GNSS with using GPS and GLONASS navigation systems in air transport

Krasuski K., Wierzbicki D.

Scientific Journal of the Military University of Land Forces

|

2018

|

Vol. 50, No. 2(188)

176--186

EN

The paper presents the results of determining the HPL and VPL safety parameters used to evaluate the reliability of aircraft positioning in air transport. The HPL and VPL security level parameters were determined using GPS and GLONASS systems for the NPA GNSS non-precision landing approach. The work also compares the HPL and VPL values with the technical standards published by ICAO.

2

Calibration low-cost cameras with wide-angle lenses for measurements

Wierzbicki D.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

45--51

EN

So far too many examinations concerning the possibility of the application action cameras weren’t conducted in UAV photogrammetric studies. However in the recent time development of the action cameras production technology he let receive sensors which are light, userfriendly, and most importantly can gain images and video sequences of high resolution. The essential meaning has taking into account the camera’s influencing factors in UAV photogrammetry. Due to the fact that the action cameras are non-metric cameras the significant influence on the quality of photogrammetric studies has a stability internal orientation of elements of such cameras. Within the framework of carried out research calibration of five GoPro Hero 4 Black. The calibration of cameras was carried out on different calibration tests in the GML Camera Calibration Toolbox and Agisoft Lens software. Different calibration setups and processing are presented and discussed in this article. Additionally a repetitiveness of achieved results of the calibration was examined in five GoPro cameras Hero 4 Black. Dedicated calibration templates in the form of chessboards were used to the calibration. As a part of the research a comparative analysis of the results have been done. Based on performed examinations a repetitiveness of determined internal orientation elements was checked under different video acquisition modes.

3

The use of unmanned aerial vehicles (drones) to determine the shoreline of natural watercourses

Wilkowski W., Lisowski M., Wyszyński M., Wierzbicki D.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 35

259--264

EN

The aim of the paper was to study the possibility of using unmanned aerial vehicles (drones) to determine the shoreline of natural watercourses. According to the Water Law, the shoreline is defined by: the edge of the shore if it is visible, and in other cases it is the boundary of persistent grass growth, or the line, which is determined on the basis of the average water level of a period of at least 10 years. The study included an analysis of the possibility of determining the shore line in all of these cases, using aerial photos obtained from an unmanned aerial vehicle (drone) on a particular stretch of the river Narew. In order to determine the shoreline defined by the edge of the shore, a point cloud together with the necessary GIS tools were used to generate planes which then made it possible to determine that edge. Defining the shoreline using this method was done with an accuracy of ±0.21 m. The study shows that the best results for determining the shoreline were obtained using either the edge of the shore or the line, which is determined according to the average water level of a period of at least 10 years. Due to the very ambiguous course of the shoreline defined by the boundary of persistent grass growth, it would be advisable to eliminate this remove from the Water Law.

PL

Celem pracy było określenie możliwości wykorzystania bezzałogowych statków latających (dronów) do ustalania linii brzegowej cieków naturalnych. Z ustawy „Prawo wodne” wynika, że granicę linii brzegu stanowią: krawędź brzegu, jeżeli jest wyraźna, a w pozostałych przypadkach granica stałego porastania traw, albo linia, którą ustala się według średniego stanu wody z okresu co najmniej 10 lat. Badaniami objęto możliwości określenia linii brzegu we wszystkich przypadkach, wykorzystując zdjęcia lotnicze wykonane z bezzałogowego statku latającego (drona) na określonym odcinku Narwi. W celu określenia linii brzegowej wyznaczonej przez krawędź brzegu wykorzystano chmurę punktów oraz narzędzia do wygenerowania płaszczyzn, z których wyznaczono tę krawędź. Uzyskano dokładność wyznaczenia tą metodą linii brzegowej, wynoszącą ±0,21 m. Z przeprowadzonych badań wynika, że najlepsze rezultaty uzyskano, wyznaczając linię brzegu, gdy linię tę stanowi krawędź brzegu, lub linię średniego stanu wody z okresu co najmniej 10 lat. Ze względu na bardzo niejednoznaczny przebieg granicy linii brzegu wyznaczonej jako linia stałego porastania traw, celowe byłoby wyeliminowanie tego kryterium z zapisu ustawy „Prawo wodne”.

4

Wykorzystanie techniki GPS do wyznaczenia kątów heading, pitch i roll. Cz. 1

Wierzbicki D., Krasuski K.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2016

|

Vol. 7, Nr 1 (23)

113--125

PL

W artykule przedstawiono eksperyment dotyczący wyznaczenia kątów heading, pitch i roll z wykorzystaniem technologii GPS. W tym celu stworzono autorski program HPR_GPS, którego kod źródłowy napisano w języku Scilab 5.4.1. Zaprezentowano zasadę działania aplikacji HPR_GPS oraz przedstawiono algorytm wyznaczenia kątów heading, pitch i roll. Dodatkowo, porównano otrzymane wyniki kątów z programu HPR_GPS ze źródłowymi danymi z INS. Średnia różnica dla kąta heading wynosi 0,29° z błędem średnim 5,96°, dla kąta pitch wynosi 4,98° z błędem średnim 1,62°, zaś dla kąta roll wynosi 0,06° z błędem średnim 2,31°.

EN

This article presents an experiment concerning the designation of heading, pitch and roll angles using GPS technology. For this purpose, authorial HPR_GPS software has been created, the code source of which was written in Scilab 5.4.1 language. Operation of application was presented and an algorithm of estimation of heading, pitch, and roll angles was showed. Additionally, final results of angles from HPR_GPS software were compared with raw INS data. Based on comparison, mean difference for heading angle is equal to 0.29° with standard deviation of 5.96°, for pitch angle it is equal to 4.98° with standard deviation of 1.62°, and for roll angle it is about 0.06° with standard deviation of 2.31°, respectively.

5

Zastosowanie metod predykcji w określaniu współrzędnych Bezzałogowego Statku Powietrznego

Wierzbicki D., Krasuski K.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2016

|

R. 20, nr 2

35--40

PL

W pracy przedstawiono rezultaty wyznaczenia współrzędnych Bezzałogowego Statku Powietrznego za pomocą metody średniej ruchomej i modelu Browna. Eksperyment badawczy przeprowadzono wykorzystując dane GPS pozyskane z urządzenia Trimble UX-5. W artykule również przedstawiono pełny algorytm dla modelu Browna i metody średniej ruchomej.

EN

In paper, the results of determination UAV coordinates based on the Brown model and moving average method were presented. The research test was realized using raw GPS data from Trimble UX-5 platform. In paper, the full algorithm of Brown model and moving average method was also described.

6

Metody korekcji kątów obrotu Heading, Pitch, Roll z użyciem bezzałogowego statku powietrznego

Wierzbicki D., Krasuski K.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 27, nr 58

132--138

PL

W pracy przedstawiono rezultaty korekcji kątów HPR (Heading, Pitch i Roll) z użyciem filtracji Kalmana, metody wielomianowej oraz metody trygonometrycznej. Eksperyment badawczy przeprowadzono z użyciem surowych wartości kątów Heading, Pitch i Roll, zarejestrowanych przez urządzenie Trimble UX-5. W artykule przedstawiono algorytmy korekcji kątów HPR oraz opisano konfigurację parametrów wejściowych dla każdej metody badawczej. Kod źródłowy programu i obliczenia numeryczne zostały wykonane w edytorze Scilab 5.4.1.

EN

In the paper, results of correction Heading, Pitch and Roll angles with using Kalman filtering method, polynomial method and trigonometric method were presented. The research test was realized using the raw data of Heading, Pitch and Roll angles, which are register by Trimble UX-5 platform. In the paper, algorithms of correction Heading, Pitch and Roll angles were presented and configuration of initial parameters in each research method was described. The source code of program and numerical computations were executed in Scilab 5.4.1 software.

7

The impact of atmosphere delays in processing of aircraft’s coordinates determination

Krasuski K., Wierzbicki D.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 2

209--214

EN

In this article, the study's results of aircraft’s coordinates and their accuracy are presented. The airborne test was conducted in military airport in Deblin on 1st of June 2010. The aircraft position was determinate using SPP method in RTKPOST library in RTKLIB software. To calculate the aircraft’s coordinates two strategies were used, first include correction of atmosphere delays (I solution) and another without this correction (II solution). Based on these calculations, the average accuracy of aircraft position is less than 5 m for solution I and less than 8 m for solution II, respectively. The mathematical model for recovery of aircraft position; the configuration of parameters in SPP method for solution; the standard deviation values of X, Y and Z coordinates; the values of RMS-3D parameter are presented in the article. In this article, the impact of ionosphere and troposphere delay in processing of recovery of aircraft position is presented. The aircraft’s coordinates were obtained using SPP (Single Point Positioning) method for two solutions, e.g. including atmosphere corrections (I solution) and excluding (II solution). The article is divided into 5 sections: introduction, mathematical model for recovery of aircraft position, research experiment, results and discussion, conclusions.

8

Wyznaczenie pozycji satelity TerraSAR-X z wykorzystaniem obserwacji GPS

Wierzbicki D., Krasuski K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 2

57--64

PL

Dzięki intensywnemu rozwojowi systemów nawigacyjnych GNSS możliwe jest określanie pozycji satelitów z niskiej orbity na podstawie pozycjonowania absolutnego (metoda Single Point Positioning). Obecnie metoda SPP jest powszechnie stosowana w dziedzinie geodezji i nawigacji oraz implementowana w wielu programach numerycznych do wyznaczenia pozycji użytkownika. W artykule przedstawiono wstępne rezultaty dotyczące wyznaczenia współrzędnych satelity radarowego TerraSAR-X według obserwacji kodowych GPS. Na podstawie przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników stwierdzono, że przeciętna wartość dokładności dla współrzędnej X wynosi 3,3 m, dla współrzędnej Y odpowiednio 2,4 m, zaś dla współrzędnej Z równo 3,8 m.

EN

With the intensive development of GNSS navigation systems, it is possible to determine the position of satellites from LEO orbit based on absolute positioning (Single Point Positioning method). Currently the SPP method is widely used in the field of geodesy and navigation, and it’s implemented in many numerical programs to obtain the user’s position. The article presents the preliminary results concerning determination of the radar satellite TerraSAR-X coordinates using GPS code observations. Based on the survey and the results, it was indicated that average accuracy value for the X coordinate is 3.3 m, for the Y coordinate 2.4 m respectively, while for the Z coordinate equals 3.8 meters.

9

Określenie współrzędnych środka rzutu w aerotriangulacji cyfrowej z użyciem danych z Bezzałogowego Statku Powietrznego

Wierzbicki D., Krasuski K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 3

127--134

PL

W ostatnim czasie można zaobserwować nieustannie zwiększające się zainteresowanie zastosowaniem Bezzałogowych Statków Powietrznych do pozyskiwania zobrazowań z niskiego pułapu. W przeciwieństwie do klasycznych statków powietrznych przystosowanych do realizacji nalotów fotogrametrycznych, Bezzałogowe Statki Powietrzne wyposażone są w jednoczęstotliwościowe odbiorniki GPS. W takim przypadku typowa dokładność wyznaczenia współrzędnych platformy wynosi kilka metrów. W artykule przedstawiono możliwość określenia współrzędnych środka rzutu dla każdego wykonanego zdjęcia z użyciem technologii Bezzałogowych Statków Powietrznych. Współrzędne środka rzutu zostały wyznaczone w oparciu o technikę satelitarną GPS oraz metodę niezależnych wiązek w ramach wykonanej aerotriangulacji cyfrowej. Na podstawie przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników stwierdzono, że średnia różnica współrzędnych środka rzutu z rozwiązania GPS i aerotriangulacji cyfrowej jest mniejsza niż 1,2 m. W artykule zastosowano również model regresji liniowej w celu określenia zmian współrzędnych środka rzutu z rozwiązania GPS i aerotriangulacji cyfrowej.

EN

In recent times, it can be observed constantly increasing interest in the use of unmanned aerial vehicles to obtain imaging with low altitudes. In contrast to conventional aircraft adapted to carry out photogrammetric flights, unmanned aircraft are equipped in single frequency GPS receivers. In this case the typical accuracy of the designation of the coordinate platform is about a few meters. The article presents the opportunity to determine the coordinates of the center line for each image taken with the use of technology UAV. Coordinates of the projection center were determined on the basis of GPS satellite technology and the method of independent beams made in the framework of digital aerial triangulation. Based on the survey and the results obtained, it was found that the mean difference of coordinates of projection center between GPS solution and aerial triangulation method is less than 1.2 m. In paper, the model of linear regression was also applied for present the coordinates changes of projection center between GPS solution and aerial triangulation method.

10

Metody odtworzenia kursu z danych GPS dla bezzałogowego statku powietrznego

Wierzbicki D., Krasuski K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 1

30--37

PL

Zastosowanie techniki satelitarnej GNSS dla celów wykonywania nalotów fotogrametrycznych z niskiego pułapu umożliwia wyznaczenie pozycji i orientacji bezpilotowego statku latającego. W artykule przedstawiono rezultaty wyznaczenia kursu z danych GPS dla bezpilotowego statku latającego oraz określono różnicę kursu z danych GPS i INS. Eksperyment lotniczy został zrealizowany w 2015 r. nad rzeką Liwiec z użyciem platformy Trimble UX5. W artykule zaprezentowano również i opisano metody odtworzenia kursu z danych GPS dla bezpilotowego statku latającego.

EN

Application of GNSS observation for the purpose of performing photogrammetric flights from low altitude allows to determine the position and orientation of the unmanned aerial vehicle. The article presents the results of determination the course angle from the GPS data for unmanned aerial vehicle and the difference of course angle from GPS and INS data was obtained. The experiment was implemented above the Liwiec river in year 2015 using the Trimble UX5 platform. In the paper methods of course angle recovery were also presented and described.

11

Opracowanie ortofotomapy terenów wiejskich na podstawie wysokorozdzielczych zdjęć, pozyskanych z niskiego pułapu

Kędzierski M., Wierzbicki D., Fryśkowska A., Wojtkowska M., Deliś P.

Przegląd Geodezyjny

|

2015

|

R. 87, nr 4

3--6

PL

Bezzałogowe Statki Latające stanowią coraz bardziej popularną platformę nośną dla sensorów pozyskujących dane na potrzeby teledetekcji i fotogrametrii. Niski pułap lotu pozwala na pozyskanie danych o bardzo wysokiej rozdzielczości, w stosunkowo krótkim czasie. Dzięki temu możliwa jest realizacja wielkoskalowych opracowań mapowych. Jednak charakter pozyskiwanych danych oraz pułap pozyskiwania powodują szereg trudności w późniejszym opracowaniu zdjęć. Podstawowym problemem już na etapie wykonania nalotu jest orientacja zewnętrzna zdjęć, wstępnie pozyskiwana z systemów nawigacyjnych GPS/INS. Zazwyczaj stosowane jednoczęstotliwościowe odbiorniki GPS pozwalają (z dokładnością zaledwie kilku metrów) wyznaczyć przybliżone elementy orientacji zewnętrznej. Ponadto brak stabilizacji kamery powoduje, że pozyskane obrazy często cechują się stosunkowo dużymi wartościami kątów nachylenia podłużnego i poprzecznego. W artykule zaprezentowano kolejne etapy pozyskiwania oraz przetwarzania danych obrazowych, takie jak: aerotriangulacja, generowanie numerycznego modelu terenu, ortorektyfikacja oraz mozaikowanie. Do badań wykorzystano obrazy pozyskane kompaktową kamerą niemetryczną, zamontowaną na pokładzie płatowca napędzanego silnikiem elektrycznym. Obszar, dla którego pozyskano dane obejmuje tereny płaskie, rolnicze i zalesione. Zbadano dokładność aerotriangulacji, a także poprawność wygenerowanego numerycznego modelu terenu oraz ortomozaiki. Analiza i przetwarzanie danych realizowane były w oprogramowaniu INPHO UASMaster. Na podstawie przeprowadzonych badań dokładności aerotriangulacji, generowania numerycznego modelu terenu oraz ortorektyfikacji stwierdzono, że w celu osiągnięcia wysokiej dokładności aerotriangulacji oraz numerycznego modelu terenu wymagane jest m.in. zastosowane specjalnie zaprojektowanych sygnalizowanych znaków osnowy fotogrametrycznej.

EN

Unmanned Aerial Vehicles are more and more popular platforms for photogrammetry and remote sensing sensors. Low altitudes allow for a high resolution data acquisition in a relatively short period of time. It makes that an implementation of large-scale mapping studies is possible. On the other hand, type of acquisitioned data and low altitude cause a lot of troubles during processing of images. The main problem is low accuracy of an exterior orientation elements of images which are acquired from GPS/INS systems. Usually, single frequency GPS receivers are used which can determine approximate exterior orientation elements with an accuracy about a few meters. Furthermore, the lack of camera stabilization causes relatively large values of pitch and roll angles of images. In the paper, the stages of acquisition and processing of image data: aerotriangulation, a Digital Elevation Model generation, orthorectification and mosaicking process are presented. In the research, images from a non-metric compact camera mounted on an airframe was used. The airframe is driven by an electric motor. A region of research includes flat, agricultural and forested areas. Accuracies of the aerotriangulation process, orthomosaic and the correctness of the Digital Terrain Model generation were examined. The analysis and processing of the data were performed in INPHO UASMaster software. As a result it was found that in order to achieve a high accuracy of the aerotriangulation process and Digital Terrain Model, there is required to use specially designed signalized ground control points.

12

Aspekty opracowania ortofotomapy cyfrowej w podczerwieni na podstawie danych pozyskanych z niskiego pułapu

Kędzierski M., Wierzbicki D., Fryśkowska A., Nerć P., Grochala A.

Przegląd Geodezyjny

|

2015

|

R. 87, nr 11

8--13

PL

Ortofotomapa cyfrowa jest jednym z podstawowych produktów fotogrametrycznych. Do jej opracowania niezbędne są dane obrazowe pozyskiwane z pułapu satelitarnego lub lotniczego. Z uwagi jednak na znaczny rozwój fotogrametrii niskiego pułapu, obserwowany w ostatnich latach, do opracowania ortofotomapy coraz częściej wykorzystuje się dane pozyskiwane z pokładu bezzałogowego statku latającego (BSL). Realizacja nalotu bez obecności pilota na pokładzie i stosowanie odpowiedniej aparatury, z pewnością obniża koszt opracowania, nie tracąc przy tym na jakości produktu. Obecny rynek jest bogaty w tanie BSL oraz niedrogie i zarazem wysokorozdzielcze kamery cyfrowe. Stwarza to duże możliwości tej technologii pomiarowej. Istotną zaletą pomiaru BSL jest także krótki czas pozyskania danych. W artykule zaprezentowany został proces pozyskania oraz opracowania danych obrazowych z niskiego pułapu. Do rejestracji zobrazowań wykorzystano bezzałogowy statek latający UX 5, na którym zamontowana została kamera niemetryczna Sony Nex 5T. Kamera na zdolność rejestracji promieniowania z zakresu R, G oraz NIR (800-1100 nm). W celu pozyskania wyłącznie zakresu NIR podczas pomiaru wykorzystano właściwości filtra podczerwonego, który pozwolił na odcięcie promieniowania widzialnego i rejestrację wyłącznie zakresu NIR. W wyniku opracowania otrzymanych danych wygenerowano trzy ortofotomapy cyfrowe, które zostały poddane analizie dokładności. Zbadano również możliwość wykorzystania danego produktu fotogrametrycznego w zastosowaniach geodezyjnych.

EN

Digital orthophoto is one of the basic photogrammetric products. Orthophotos generation requires imaging data obtained from satellite or aerial altitudes. In recent years there has been considerable development of low – altitude photogrammetry. Unnamed aerial vehicles are increasingly used to orthophotos generation. Flight realization without the presence of a pilot on board and use a proper apparatus, certainly lowers the costs of development, without losing the quality of the product. The current market is rich in cheap UAVs and inexpensive high resolution digital cameras. It creates great opportunities for this measurement technology. An important advantage of UAVs is short time data acquisition. The camera captures radiation from the ranges R, G and NIR (800-1100 nm). In the article the process of obtaining and developing imaging data from the low altitude was presented. To register images was used unmanned aerial vehicle UX 5, on which was installed non-metric camera Sony Nex 5T. In order to obtain only the infrared data during measurement were used properties of the infrared filter, which allowed for isolation visible radiation and acquiring only images in NIR range. As a result of the development of the obtained data was generated three digital orthophotos. Their accuracy was analyzed. It was also examined aspect of the possible use of this photogrammetric product in surveying.

13

Wyznaczenie kursu bezzałogowego statku powietrznego na podstawie danych GPS i INS

Krasuski K., Wierzbicki D.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2015

|

R. 19, nr 4

63--68

PL

Od kilkunastu lat obserwowany jest wzrost zainteresowania wykorzystania bezzałogowych statków latających w fotogrametrii i teledetekcji. Niskobudżetowe bezzałogowe platformy najczęściej korzystają ze stosunkowo tanich jednoczęstotliwościowych odbiorników GPS oraz platformy INS (MEMS). Ich integracja umożliwia wyznaczenie parametrów orientacji bezzałogowego statku latającego w przestrzeni. W artykule zaprezentowano wstępne rezultaty wyznaczenia kursu na podstawie samych danych GPS oraz określono różnicę kursu z wykorzystaniem danych GPS i INS. Przedstawiono również algorytm wyznaczenia kursu oraz opisano dokładnie przebieg eksperymentu lotniczego z wykorzystaniem platformy Trimble UX5. Na podstawie przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników stwierdzono, iż średnia różnica kursu na podstawie surowych danych GPS i INS wynosi 0.21° z odchyleniem standardowym 6,12°.

EN

For several years, increased interest in the use of unmanned aerial vehicles in photogrammetry and remote sensing can be easily observed. Low-budget unmanned platforms mostly use a relatively low-cost single frequency GPS and INS platforms (MEMS). Their integration allows to determination the orientation parameters of unmanned aerial vehicle in the space. The article deals with the preliminary results of determine the course angle based on the same GPS data and identifies the difference of course using GPS and INS data. The article presents an algorithm determine the course angle and also describes in details the airborne experiment using Trimble UX5 platform. Based on the researches and the results ob-tained, it was found that the average difference of course angle based on raw GPS and INS equals to 0,21° with a standard deviation of 6,12°.

14

Estimation of rotation angles based on GPS data from a UX5 Platform

Wierzbicki D., Krasuski K.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 11

516--520

EN

Data integration from INS and GPS sensors is applied in aeronautical navigation as a basic conception for determination of aircraft position. A GPS sensor is used to estimate coordinates (X, Y, Z) and velocity (Vx, Vy, Vz) also in a navigation solution. On the other hand, an INS sensor provides rotation angles (heading, pitch and roll) and acceleration parameters (Ax, Ay, Az). The GPS sensor is preferred to obtain an approximate value of rotation angles. In this paper, the results of studies on determination of heading, pitch and roll angles using GPS technology are presented. For this purpose, GPS data from a single-frequency L1 receiver from a UX5 platform were used. Calculations were executed in the HPR_GPS software, whose source code was written in Scilab 5.4.1 language. The software operation and an algorithm for estimation of heading, pitch, roll angles there is described. The preliminary results of rotation angles from the HPR_GPS software show that heading, pitch and roll values are very similar to raw INS measurements. The mean difference between the GPS data (after Kalman filter operation) and the INS data for the heading angle is equal to 0.32( with a standard deviation of 5.41(, for the pitch angle is equal 4.98( with a standard deviation of 5.06( and for the roll angle is about 0.06( with a standard deviation of 0.69).

15

Aspekty aerotriangulacji zdjęć cyfrowych pozyskanych kamerą niemetryczną zamontowaną na pokładzie bezzałogowego statku latającego

Wierzbicki D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2013

|

Vol. 62, nr 4

113-127

PL

W artykule przeanalizowano możliwości pozyskiwania zdjęć za pomocą amatorskiej, niemetrycznej kamery zamontowanej na pokładzie miniaturowego bezzałogowego statku latającego. W ramach prac badawczych przeprowadzono analizę dokładności aerotriangulacji z uwzględnieniem wpływu dodatkowych parametrów na wzrost dokładności wyrównania dla dwóch testowych bloków zdjęć o nieregularnej geometrii. Do oceny dokładności pierwszego i drugiego bloku wykorzystano odpowiednio 17 i 13 niezależnych punktów kontrolnych. Fotopunktami i punktami kontrolnymi były szczegóły terenowe. W toku badań przeprowadzono sześć niezależnych wyrównań każdego z bloków. Pierwsze wyrównanie nie uwzględniało wpływu dodatkowych parametrów. Natomiast pozostałe wyrównania uwzględniały kolejno modele dodatkowych parametrów opracowane przez Bauera, Jacobsena, Ebnera, Browna oraz Model Dystorsji Obiektywu. Na podstawie przeprowadzonych badań wpływu dodatkowych parametrów na dokładności aerotriangulacji stwierdzono, że poprawne wyrównanie testowanych bloków wymaga zastosowania większej liczby fotopunktów niż w przypadku opracowania tradycyjnych zdjęć lotniczych. Ponadto, uwzględnienie w wyrównaniu dodatkowych parametrów może w zauważalny sposób zwiększyć dokładność wyznaczenia współrzędnych punktów. W stosunku do wyników wyrównania przeprowadzonego bez uwzględniania parametrów dodatkowych, wyrównanie z zastosowaniem Modelu Dystorsji Obiektywu pozwoliło na podwyższenie dokładności aerotriangulacji o 56% i 31% odpowiednio dla pierwszego i drugiego bloku. Wykorzystanie Modelu Ortogonalnego Ebnera w pierwszym przypadku nieznacznie podniosło dokładność wyrównania (o 9%), natomiast dla bloku drugiego zaobserwowano zmniejszenie dokładności aerotriangulacji (o 2%). Jest to spowodowane faktem, że model ten pierwotnie przeznaczony był dla opracowań zdjęć pozyskanych kamerami analogowymi.

EN

This article raises a problem of acquiring digital images form an amateur non metric camera on board an unmanned aerial vehicle. Within the research work on chosen blocks of images, an accuracy analysis of the aerialtriangulation allowing for the influence of additional parameters to increase accuracy adjustment was made. In the course of research, six independent adjustments were made. The first adjustment did not include additional parameters. The other adjustments included five additional parameters’ models: Bauer’s Simple Model, Jacobsen’s Simple Model, Ebner’s Orthogonal Model, Brown’s Physical Model and Lens Distortion Model, respectively. The legitimacy of using these additional parameters was determined by the low flight level in the range of tens of meters. The unfavourable dependence in this case is that the accuracy of the coordinates of the control points is much lower than the ground sampling distance on the images. In the course of research, an assumption was made that in the realization of these studies, in many cases the ground sampling distance is equal to or smaller than the accuracy of the coordinates of control points. On the basis of research concerning the accuracy of aerialtriangulation as well as the influence of additional parameters, it was found that correct adjustment of tested blocks required the use of a larger number of control points, when working with traditional airborne images. Moreover, the use of additional parameters adjustment can visibly increase accuracy of the determined point coordinated. Compared to the results of the alignment performed without taking into account additional parameters alignment using lens distortion model allowed us to increase the accuracy of aerial triangulation by 56% and 31% for the first and second block. However, the use of orthogonal model Ebner’a in the first case, slightly increased the accuracy of the alignment (about 9%), while the second block resulted in reduced accuracy of aerial triangulation (about 2%). This is due to the fact that this model was originally designed for studies images acquired analog cameras.

16

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

Kędzierski M., Wierzbicki D., Wilińska M., Fryśkowska A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2013

|

Vol. 62, nr 4

241-251

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.