Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Combined Bundle Adjustment with Distances and GPS Observations

Kolecki J.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2015

|

Vol. 9, no. 1

51--60

PL

Niejednokrotnie pomiary fotogrametryczne integrowane są z pomiarami pochodzącymi z takich sensorów jak jednostki inercyjne czy odbiorniki GNSS. Jest to przyczyna, dla której funkcjonalny model metody wiązki musi być rozszerzany. W niniejszej publikacji proponowana jest metoda wykorzystania pomiarów odległości jako informacji wspomagającej bezpośrednią georeferencję zdjęć. Przeanalizowana została dokładność wyrównania sieci zdjęć w zależności od liczby pomiarów odległości. Skoncentrowano się także nad badaniem wpływu wagowania obserwowanych współrzędnych środków rzutu. Testy przeprowadzono, wykorzystując sieć zdjęć o konfiguracji pętli z dużą liczbą punktów wiążących. Wyniki pokazują, że wykorzystanie obserwacji odległości pozwala na uniknięcie nieprawidłowego przeskalowania sieci, a także wpływa na zmniejszenie błędów położenia punktów kontrolowanych mimo stosowania odbiornika GPS o niskiej dokładności. Należy jednak mieć na względzie fakt, że końcowy wynik wyrównania będzie zależny od faktycznej dokładności pomiaru odległości, a także od geometrii zdjęć w sieci.

EN

Today photogrammetric measurements are often supported by observations provided by such devices like inertial measurement units and GNSS receivers. Therefore the functional model of bundle adjustment often needs to be extended to handle various kinds of observations. In this paper the approach to supporting direct geo-referenced images with distance observations is proposed. The behavior of final accuracy of adjustment is examined depending on the number of distances involved. Besides the influence of inaccurate weighting of GPS observations is addressed. Tests were carried out using a closed-loop image network with good controllability and a large number of tie points. The results show that using distances as supplementary information may help to fix the scale of the photogrammetric network and prevent check point errors from increasing even if a low accuracy GPS solution is available. However one should always keep in mind that the role of distances depends on the accuracy of their measurements and finally on the geometry of the network.

2

Wykorzystanie jednostki IMU typu MEMS do określenia przybliżonych elementów orientacji zdjęć naziemnych

Kolecki J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

133--143

PL

Opisane w niniejszej pracy badania dotyczą wykorzystania mikro elektromechanicznych sensorów inercyjnych i magnetycznych do bezpośredniego wyznaczania elementów orientacji zewnętrznej zdjęć pomiarowych. Na początku opisano rolę jaką obecnie jednostki inercyjne typu MEMS odgrywają w kontekście technologii pozyskiwania informacji przestrzennej oraz przedstawiono podstawowe zależności matematyczne obrazujące związek pomiędzy pomiarami inercyjnymi a elementami orientacji sensorów optycznych w szczególności kamer cyfrowych. Pomiary testowe przeprowadzono wykorzystując prototyp systemu fotogrametrycznego zbudowany z aparatu cyfrowego, zestawu GPS oraz jednostki IMU typu MEMS. W ramach prowadzonych prac zrealizowano pomiary w warunkach statycznych oraz dynamicznych. Pomiary inercyjne posłużyły następnie do wyznaczenie elementów orientacji zewnętrznej zdjęć. Uzyskane wyniki pokazują, że błędy uzyskane dla azymutu osi kamery są znacznie wyższe niż dla pozostałych dwóch kątów parametryzujących macierz obrotu. Wskazano na potencjalne źródła błędów związane głównie z niedoskonałością konstrukcji systemu oraz ze zmiennością pola magnetycznego. Podniesienie uzyskiwanych dokładności możliwe jest dzięki integracji pomiarów inercyjnych z pomiarami fotogrametrycznymi oraz pomiarami GNSS. Dalszy rozwój technologii MEMS może stworzyć możliwość konstrukcji jeszcze dokładniejszych sensorów inercyjnych, także wkrótce mogą one znaleźć zastosowanie jako składniki komercyjnych systemów mobilnego kartowania.

EN

This paper address the topic of application of MEMS inertial and magnetic sensors for direct determination of exterior orientation parameters of acquired images. First the role that MEMS inertial units currently play in the spatial information acquisition technology is characterized. Besides basic mathematical formulas describing the dependencies between inertial measurements and orientation parameters of optical sensors, especially cameras, are given. The test measurements were conducted using the photogrammetric system prototype consisted of the digital camera, GPS set and MEMS IMU. During the tests the measurements in static and dynamic conditions were carried out. Subsequently the inertial measurements were used to determine exterior orientation parameters of acquired images. The obtained results show that relatively high errors affect the determined azimuth of camera axis. The errors of other two angles, that parameterize the rotation matrix, are smaller. The potential sources of errors may be connected mainly with imperfections of system construction and instabilities of the Earth magnetic field. In order to improve the acquired accuracies, further integration of inertial measurements with photogrammetric and GNSS observation can be carried out. Further development of MEMS technology may provide the possibility of constructing more accurate sensors so that they can be shortly concerned as parts of commercial mobile mapping systems.

3

Use of integrated GPS and INS systems in aerial photogrammetry

Poręba M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2011

|

Vol. 5, no. 3

79-87

EN

A synthetic overview of the present state of knowledge regarding the use of GPS and INS systems in aerial photogrammetry is presented. Although, the inertial navigation can calculate the position of the aircraft without any help from outside world, a large number of error are introduced. Hence a GPS is used to aid the INS, using a Kalman filter which helps in estimating the errors in the INS and thus updating position to improved accuracy. The deficiencies inherent in both systems as well as the reasons for their integration are considered. Since the use of a GPS system during flight still requires the creation of a net of ground control points and the planning of blocks with sufficient overlap between images, GPS/INS system integration has become a topic of keen interest. For this purpose, the basics of GPS/INS integration and the advantages and disadvantages of this solution are explained. The summary presents conclusions about directions for further development of integrated systems and a brief discussion of the current state of studies on direct georeferencing published in international scientific literature.

PL

Artykuł w sposób syntetyczny ujmuje aktualny stan wiedzy w zakresie wykorzystania systemów GPS i INS w fotogrametrii lotniczej. Mimo że system inercyjny jest w pełni autonomiczny i nie wymaga żadnego wsparcia z zewnątrz, to jednak dokładność ustalenia pozycji ulega stopniowej degradacji w czasie. System GPS jest wykorzystywany, aby wesprzeć INS i przy użyciu filtru Kalmana pomóc w oszacowaniu błędów INS. Omówione zostały zarówno rodzaje błędów towarzyszące obu systemom, jak i przesłanki ich integracji. Ze względu na fakt, że stosowany podczas nalotu system GPS w dalszym ciągu wymaga zakładania osnowy polowej oraz projektowania bloków o odpowiednich pokryciach między zdjęciami, integracja systemów GPS/INS staje się kwestią bardzo aktualną. Wyjaśniono zatem podstawy integracji GPS/INS oraz mocne i słabe strony takiego rozwiązania. W podsumowaniu zawarto konkluzje dotyczące kierunków dalszej pracy nad zintegrowanym systemem oraz zarys stanu badań dotyczących georeferencji wprost zgłaszanych w literaturze światowej.

4

Small and low-cost mobile mapping systems

Kolecki J.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2011

|

Vol. 5, no. 2

43-53

EN

Nowadays acquisition of large amount of data for various mapping applications like creation of a terrain, building or a building part models is performed mainly using laser scanners or photogrammetric methods. From early nineties we observe more intensive development of a mobile mapping systems integrating various types of cameras not only with positioning systems like GPS, but also with inertial measurements units (IMU) and other geo-referencing sensors. Such mobile mapping devices have obviously very high prices, are large-sized and have usually very high weight. There are however some lightweight constructions basing on alternative solutions other then those met in expensive commercial systems. The researches conducted among many institutions in the world show that such systems may be in fact constructed using relatively inexpensive devices, available on the market. The accuracy demands could be satisfied for a bulk of mapping applications. This paper addresses the topic of low-cost mobile mapping systems. First of all a few examples of such systems will be presented, and then more detailed overview of geo-referencing technologies will be given.

PL

Obecnie pozyskiwanie dużej ilości danych na potrzeby budowy modelu terenu, budynku lub jego fragmentu w praktyce przeprowadzane jest głównie z wykorzystaniem technologii fotogrametrycznej lub skaningu laserowego. O początku lat 90. ubiegłego wieku ma miejsce intensywniejszy rozwój systemów mobilnych integrujących różnego typu kamery i aparaty fotograficzne z systemami do pomiaru pozycji, takimi jak na przykład GPS, oraz często także z jednostkami inercyjnymi. Tego typu systemy cechuje ze zrozumiałych względów wysoka cena oraz znaczna masa i rozmiary. Istnieją jednak konstrukcje tańsze, wykorzystujące często inne rozwiązanie niż te spotykane w systemach komercyjnych, pozwalające jednocześnie na konstrukcję systemu o mniejszej masie. Jak pokazuje praktyka badawcza, tego typu urządzenia mogą być z powodzeniem konstruowane z wykorzystaniem dostępnych na rynku komponentów. Niejednokrotnie tego typu systemy mobilne pozwalają na osiągnięcie wymaganych dla danego celu dokładności.

5

Low cost attitude and heading sensors in terrestrial photogrammetry – calibration and testing

Kolecki J., Kuras P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2011

|

Vol. 22

249--260

EN

Most of the contemporary terrestrial mobile mapping systems (MMSs) use tactical or navigation grade inertial measurement units (IMU) to determine the approximated angular exterior orientation (EO) elements of images. Navigation grade IMUs, usually integrated with GNSS receivers, are also used to determine the projection center coordinates. Recent researches show that using also a low-cost attitude and heading reference system (AHRS) or a low-cost IMU, satisfies the demands of certain photogrammetric applications. Our researches aim to evaluate the accuracy of low-cost devices suitable for constructing small, low-cost photogrammetric MMS. During our research two low-cost devices, providing information about image attitude and heading, were tested. The first one is the calibrated Ricoh G700SE GPS camera with an electronic compass and a level indicator. The second device is the Xsens MTi AHRS unit, comprising 3 MEMS (micro-electromechanical systems) gyros, 3 MEMS accelerometers and 3 magnetometers. For the testing purposes the AHRS was combined with the calibrated Nikon D80 SLR camera. The 3D AHRS magnetometer calibration was carried out using the manufacturer's software to compensate for the soft and hard iron effects. The images of three test fields were taken. The images of the first test field with signalized control points were used to determine the boresight rotation matrix of the AHRS. The bundle adjustment was solved separately for each camera and each test field to determine the true (reference) angular exterior orientation parameters. The differences between measured and calculated angles allowed to evaluate the accuracy of the measured angles. The tests results for the GPS camera show high residuals of measured azimuths, however its level indicator allows camera levelling with subdegree accuracy. The results obtained for the low-cost AHRS unit were significantly better, however over 2° residuals for yaw angle were also observed. The results prove the usefulness of the AHRS for constructing a small, hand-held MMS, whereas GPS camera azimuth measurements can be treated rather as a rough approximations in the photogrammetric network adjustment.

6

Quo vadis, fotogrametrio?

Bujakiewicz A.

Geodezja / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2006

|

T. 12, z. 2/1

107-113

PL

W artykule zawarto krótką dyskusję dotyczącą wybranych kierunków, w jakich podąża fotogrametria. Wiele nowych podejść w zakresie pozyskania i przetwarzania obrazów cyfrowych, ich wzajemne łączenie i bezpośrednia georeferencja stwarza coraz większe możliwości dla ich stosowania. Automatyzacja pomiarów fotogrametrycznych jest od dawna w zakresie badań podstawowych. Jednakże pomimo wieloletnich zmagań nie został uzyskany jeszcze taki poziom, na jaki pierwotnie liczono, w którym pomiary fotogrametryczne są realizowane w czasie rzeczywistym, a zadowalające wyniki dostarczane natychmiast na żądanie.

EN

The article presents a short discussion referring to selected directions photogrammetry is following. Many new approaches in obtaining and processing digital images, their mutual combination and direct georeferencing create new possibilities in their application. Making photogrammetric measurements automatic has been included into basic studies for many years. However, despite long-lasting efforts the level expected at the beginning, when photogrammetric measurements has not been achieved. Our expectation for the future are photogrammetric measurements made in real time and satisfactory results obtained on request.