Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rekonstrukcja scen termalnych w autorskim programie Vision Plus 3D

Sawicki P., Zwolenik S., Grabowski S.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 20

377--386

PL

Praca przedstawia algorytm rekonstrukcji 3D scen termalnych w celu korekcji emisyjności kierunkowej, który został zaimplementowany w autorskim programie „Vision Plus 3D”. Wyznaczenie orientacji cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych oraz położenia rejestrowanego obiektu w przestrzeni 3D realizuje zastosowana w programie metoda bezpośredniej transformacji liniowej DLT (Direct Linear Transformation). Opracowany program „Vision Plus 3D” obsługuje różne formaty rastrowe. Zapis i import danych pomiarowych oraz narzędzi jest wykonywany w plikach w formacie XML. Interaktywny, równoczesny pomiar na obrazach cyfrowych punktów i zdefiniowanych obiektów geometrycznych wspomagany jest dodatkowymi funkcjami obsługi oraz algorytmami automatyzującymi pomiar. Aplikacja jest funkcjonalnie powiązana z platformą bazowego cyfrowego sytemu wideo-termalnego „Vision Plus”, zewnętrzną biblioteką „Vision” oraz dodatkowym modułem „Vision Plus Thermal Analyst”. „Vision Plus 3D” jest obiektową, 32-bitową aplikacją Windows, oprogramowaną w języku Object Pascal przy wykorzystaniu pakietu Borland Developer Studio. Opracowany program tworzy nowe możliwości analizy, pomiaru oraz zaawansowanego przetwarzania cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych. W pracy przedstawiono eksperyment rekonstrukcji 3D sceny termalnej dla powierzchni nachylonej za pomocą programu „Vision Plus 3D”. Na podstawie otrzymanych danych obliczony został kąt między wektorem normalnym do zdefiniowanej płaszczyzny obiektu oraz osią optyczną kamery termalnej. Wyznaczenie średniej temperatury radiacyjnej oraz korekcję temperatury metodą korekcji emisyjności kierunkowej w zdefiniowanym obszarze termogramu przeprowadzono w aplikacji „Vision Plus Thermal Analyst”.

EN

The paper presents an algorithm for 3D reconstruction of thermal scenes for the purposes of directional emissivity correction, which was implemented in the authors’ software „Vision Plus 3D”. Determination of the orientation of images (visual and thermal) and the position of a recorded object in 3D space is enabled by the Direct Linear Transformation method used in the application. „Vision Plus 3D” software works with various raster formats. Saving and importing of measurement data as well as of tools is executed using XML format files. Interactive, simultaneous measurement of points and defined geometrical objects from digital images is supported by additional functions and algorithms, which automate the measurement. The application is functionally related to the „Vision Plus” digital video-thermal basic system platform, the „Vision” external library and the „Vision Plus Thermal Analyst” additional module. „Vision Plus 3D” is a 32-bit Windows object application, programmed in Object Pascal language using the Borland Developer Studio package. This software opens new possibilities for analysis, measurement and advanced processing of visual and thermal digital images. The paper presents experimental reconstruction of the 3D thermal scene of a sloping surface using the „Vision Plus 3D” application. The angle between a normal vector of a defined plane and the optical axis of the thermal camera is calculated based on the data received. The calculation of average radiant temperature as well as a temperature correction in the defined area of the thermal image using the directional emissivity correction method were both carried out in „Vision Plus Thermal Analyst” module.

2

Teksturowanie danych z naziemnego skaningu laserowego obrazami termalnymi

Walczykowski P., Dębski W., Kędzierski M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18b

643--650

PL

Przedmiotem artykułu jest połączenie danych ze skaningu laserowego ze zobrazowaniami termalnymi. Obiektem badań wykorzystanym w eksperymencie był monitor komputerowy LG Flatron F900P. Do pozyskania danych przestrzennych wykorzystano skaner laserowy Leica ScanStation 2, a obrazów termalnych kamerę termalną ThermaCam PM575. W wyniku przetworzenia pozyskanych danych uzyskano chmurę punktów powierzchni monitora. Każdy z punktów oprócz współrzędnych X, Y, Z posiadał również informację o temperaturze oraz intensywności odbicia w zakresie długości fali skanera laserowego. Możliwa była więc budowa modelu przestrzennego wzbogaconego o informacje o intensywności odbicia w zakresie widzialnym jak również termalnym. Wykorzystana w eksperymencie metoda łączenia danych ze skaningu laserowego z danymi obrazowymi pozyskanymi w termalnym zakresie widma elektromagnetycznego znacznie rozszerza zakres zastosowań skanerów laserowych i kamer termalnych. Daje możliwość dokładnego pomiaru i analizy obiektów niedostępnych dla człowieka lub takich, gdzie przebywanie człowieka wiąże się z dużym zagrożeniem dla niego.

EN

Terrestrial laser scanning is becoming increasingly widely used in those fields in which it is necessary to obtain fast and precise measurements of complex objects. The essence of the laser scanner function is the measurement of a large quantity of points located in close proximity of each other. The measurement takes place owing to the use of a laser with a defined wavelength and a rotating mirror, by means of which the laser radiation can be pointed in any direction around the instrument. The automated measurement of angles and distances allows determination of spatial coordinates of the measured points of the object. Scanner measurements result in the so-called “point cloud” which usually consists of a few million points. Each of these points possesses very precisely determined spatial coordinates X, Y, Z. Apart from the spatial coordinates, each point contains information about its reflection intensity. This information has many applications, but it has to be borne in mind that it refers only to a very narrow radiation band, equal to the laser wavelength, e.g., for the Leica ScanStation2 the laser is green. Additional, very useful information can be found on digital images, acquired by inbuilt digital cameras. However, the electromagnetic spectrum considered is still in the visible range. The paper presents a possibility of using imagery acquired by means of external sensors (not integrated with the scanner). Imagery acquired with a thermal camera, which represents the temperature distribution of the given object, has been deemed most useful. Thermal images, properly acquired and processed to a unified temperature scale, are placed onto a three dimensional model of the object to create a 3D thermal model. The objective of the paper was to present a connection between laser scanning data and thermal imagery. As a result, a point cloud of the objects surface is obtained. Each point, apart from its X, Y, Z coordinates, includes information about its temperature. This greatly broadens the existing range of applications of laser scanning, as measurements and analyses of inaccessible objects or those posing hazard to humans can be carried out, Doubtless, the advantages of laser scanning combined with the possibility of acquiring images representing spatial distribution of the temperature of the object, greatly broaden the existing range of applications. Novel application include, i.a., aiding the design of new installations, e.g., those sensitive to external thermal conditions. It seems that surveys of technical conditions and wearing rate of installations and other types of industrial objects could be completed with the thermal model much faster and more accurately than by using separate thermograms. By combining thermal images with laser scanning data it is possible to not only read the temperature at any given point of the image, but also to take measurements of length and area.

3

Przetwarzanie cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych w autorskim programie Vision Plus V. 2006

Sawicki P., Zwolenik S.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17b

739--748

PL

W pracy przedstawiono możliwości zaawansowanego przetwarzania, pomiaru oraz analizy cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych w środowisku nowej wersji autorskiego systemu "Vision Plus". Opracowana zewnętrzna biblioteka "Vision" umożliwia integracje obsługi, unifikacje narzędzi do przetwarzania oraz fuzje różnych danych cyfrowych na platformie pakietu "Vision Plus". Bibliotekę "Vision" charakteryzują m.in. następujące cechy: implementacja różnych rodzajów formatów danych, obsługa dowolnych rodzajów piksela, kontenery pozwalające na przechowywanie danych obrazowych, kalibracja metrologiczna obrazu, rozbudowa funkcji importu i eksportu danych, rozbudowana komunikacja z innymi programami, nakładanie obiektów graficznych wyznaczonych metodami fotogrametrycznymi, grupowanie obrazów, narzędzi oraz danych wejściowych, optymalizacja interfejsu u_ytkownika. Dodatkowy moduł "Thermal Analyst", wykorzystujący podejście obiektowe, jest funkcjonalnie zintegrowany z biblioteka "Vision". Przeznaczony jest do zaawansowanych operacji oraz analiz na cyfrowych obrazach termalnych i wizyjnych oraz ekstrakcji informacji. Program "Thermal Analyst" obsługuje maski oraz opracowane wtyczki (plugin): Subtractor, NUC (Non Uniformity Correction dla matryc detektorów termowizyjnych), Fourier Transform, Statistic (statystyka dla wybranych obrazów), Export to AVI (tworzenie sekwencji video), 2D Projective Transformation, Combine Images (działania arytmetyczne na obrazach). Biblioteke "Vision" i program "Thermal Analyst" wykonano głównie w języku Object Pascal przy wykorzystaniu pakietu Borland Developer Studio 2005. W pracy zostały omówione dwa przykłady typowych aplikacji bliskiego zasięgu (diagnostyka medyczna, badanie deformacji żelbetonowej belki stropowej). Opracowanie w środowisku multisensoralnego systemu "Vision Plus" obrazów cyfrowych pozyskanych sensorami wizyjnym i termalnym wykonano stosując specjalizowane procedury przetwarzania, pomiaru i łączenia danych (data fusion).

EN

The paper presents the possibilities of advanced processing, measuring and analyzing visual and thermal digital images in the newest version of the "Vision Plus" authors’ system environment. The "Vision" external library enables service integration, unification of digital processing tools and various digital data fusion on the "Vision Plus" package platform. The "Vision" library is characterised by the following features: various data formats implementation, service of various pixel types, converters enabling image data storage, metrological image calibration, extension of data import and export functions, expanded communication with other applications, overlapping of graphic objects determined by photogrammetric methods, images, tools and input data grouping and user interface optimisation. The new, additional "Thermal Analyst" module created in an object-approach is functionally integrated with the "Vision" library, and is used for advanced processing and analysis of thermal and visual digital images, as well as for information extraction. It additionally operates on masks and on created plugins: Subtractor, NUC (Non Uniformity Correction for thermovision detector matrixes), Fourier Transform, Statistic (statistics of chosen images), Export to AVI (converting into a video sequence), 2D Projective Transformation, Combine Images (arithmetical operations on images). The "Vision" library and "Thermal Analyst" software were created mainly in the Object Pascal programming language using Borland Developer Studio 2005 package. Moreover, the paper describes two typical examples of close range applications: medical diagnostics and measurement of a reinforced concrete tie-beam deformation. In the multisensoral "Vision Plus" system, dedicated processing, measuring and digital data fusion procedures are applied in the process of elaboration of digital and thermal images, which were obtained by video and thermal sensors.

4

Badanie zmian kształtu, wielkości i temperatur wybranych elementów terenowych na termogramach w funkcji dystansu czasowego i odległościowego ich rejestracji

Lubecki A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

403--414

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań przeprowadzonych celem tworzenia obrazów stereotermalnych, pozyskiwanych z pojedynczej kamery termowizyjnej AGEMA LWB 880 łącznie z kamerą CCD dla orientacji. Termogramy wykonywano z różnych wysokości i odległości od badanych obiektów. Badanymi obiektami były elementy terenowe znajdujące się w zasięgu widzenia skanera termalnego. Do najczęściej występujących należą: budynki, pola uprawne, łąki, nieużytki, wody, pastwiska, lasy, zakrzaczenia i zadrzewienia, drogi. Stanowiska kamery znajdowały się na wysokościach stabilnych, stacjonarnych od 1.5 do 50 m npt. Kąt rejestracji celowej do normalnej wahał się w granicach od 10 do 45°. Rejestrowano obiekty terenowe w trzech rejonach kraju, koło Koszalina w sąsiedztwie brzegu morskiego, koło Olsztyna i w terenie górzystym w sąsiedztwie Szymbarka, koło Gorlic. Wszystkie termogramy i kolorowe obrazy wizyjne pozyskano w terenie przy udziale programu ,,Thermoscope”. Termogramy rejestrowano w różnych odstępach czasowych, w różnych porach dni słonecznych, w optymalnych warunkach atmosferycznych. Elementy terenowe stanowiące obiekty badawcze porównywano z tymi samymi obiektami zarejestrowanymi na sąsiednich termogramach, wykonanych z odpowiednim pokryciem podłużnym. Analizę badanych obiektów wykonano za pomocą wyżej wspomnianego programu. Podczas analizowania poszczególnych obiektów wykorzystano możliwości tworzenia histogramów liczbowych i graficznych oraz dane statystyczne. W efekcie badań stwierdzono, że występowanie większego dystansu czasowego między poszczególnymi rejestracjami termogramów, tym trudniej uzyskać stereotermogramy w odniesieniu do pozyskiwanych termogramów tylko w dni bezchmurne.

EN

A study was carried out to develop stereothermal images obtained from a single AGEMA LWB 880 type thermovisual camera in line with a CCD camera for orientation. Thermograms were made at varied heights and distances from the selected objects. The studied objects included field elements situated within the thermal scanner sight range such as buildings, crop fields, meadows, wastelands, water bodies, pastures, forests, bush and tree communities and roads. The camera was situated at stable and stationary sites from 1.5 to 50 m above the surface. The registration angle (target) to the optic normal ranged from 10 to 45° The registered objects were located in the following three regions of Poland: near Koszalin - by the seaside, near Olsztyn and in the mountainous area around Szymbark, near Gorlice. All the thermograms and colour video images were obtained in the field with the use of Thermoscope software. The thermograms were registered with different time delays, at different times of sunny days and under optimum weather conditions. The studied field elements registered on thermograms were compared with their images registered at neighbouring thermograms shot according to relevant longitudinal coverage. The studied objects were analysed with the above-mentioned software. Numerical and graphical histograms, as well as statistical data, were used in the analysis of the particular objects. Based on the results, the greater the time distance between the particular thermogram registrations was, the more difficult it was to obtain stereothermograms in relation to the studied thermograms on cloudless days.

5

Opracowanie obrazów cyfrowych w systemie video-termalnym VISION PLUS

Sawicki P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

1999

|

Vol. 9

155--165

PL

Multisensoralny, hybrydowy system video-termalny VISION PLUS wraz z programem fotogrametrycznym POPOS umożliwia rejestrację oraz przetwarzanie cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych. Na ich podstawie możliwe jest pozyskanie i opracowanie informacji metrologicznych o obiektach rejestrowanych w bliskim zasięgu. Jego podstawowym przeznaczeniem jest przede wszystkim rejestracja procesów dynamicznych, szybkozmiennych. W pracy przedstawiono przyjęte rozwiązania i funkcje użytkowe systemu. Na przykładzie opracowania metrologicznego omówiono warunki rejestracji cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych. Opisano i analizowano zakres, sposób i wyniki opracowania fotogrametrycznego i termograficznego. Określony też został typowy schemat pomiarów i badań metrologicznych w bliskim zasięgu z zastosowaniem omawianego cyfrowego systemu videotermalnego.

6

Rekonstrukcja sceny trójwymiarowej do korekcji emisyjności kierunkowej

Stein R., Więcek B., Sawicki P.

Elektronika : prace naukowe

|

1998

|

nr 3

131-147

PL

Artykuł prezentuje możliwość wykorzystania metody bezpośredniej transformacji liniowej DLT do określenia położenia rejestrowanych obiektów w przestrzeni 3D w celu korekcji termogramów ze względu na emisyjnośt kierunkową. Metody przedstawione poniżej opisują możliwości skorygowania błędów pomiarów termogramów przy znanych położeniach kamer i obiektu mierzonego.

EN

In this paper we present a system, which gives ability to transform a 2D-pictures acquired from two or more cameras into 3D-graphics to use the 3D model of object`s directional emissivity correction for thermal images. This method requires at least two CCD cameras, because it s based on geometrical rules of stereoscopic sight. Similar methods based on the mathematical rules of Direct Linear Transformation are used in other fields like e.g. photogrammetry, but our algorithm was prepared and implemented for common purposes. The Direct Linear Transformation describes position of 3D point on each picture, what allows to compute by reciprocal transformation 3D position using picture coordinates. This method gives all information about 3D position of the point, including distance between the camera and the point and the angle between normal to the surface and the axes of the camera. This allows all-kind corrections of thermal pictures, because the dependence between emissivity and the inclination and distance are well-known. The calculated position of the point is very accurate and precisely computed, so this algorithm is very helpful in all high precision applications, specially if one uses system build of cameras positioned particularly for this purposes - because positioning of cameras is the most important part of 3D extraction algorithm. Limitation of this algorithm in its usual form is the need of recognition of 3D point position on different images by the user and manually linking them to common surfaces.