Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Impact of Photo Overlap, the Number of Control Points and the Method of Camera Calibration on the Accuracy of 3D Model Reconstruction

Róg Marta, Rzonca Antoni

Geomatics and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 15, no. 2

67--87

EN

This research attempted to determine the optimal photo overlap, number of control points and method of camera calibration for a photogrammetric 3D model reconstruction of an object of cultural heritage value. Terrestrial images of the object were taken with a hand held digital camera and processed in the ContextCapture software using the Structure from Motion (SfM) algorithm. A total station was used to measure ground control points (GCPs) and check points. Here, the research workflow, methodology, and various analyses concerning different configurations of the aforementioned factors are described. An at tempt to assess the parameters which should be implemented in order to pro vide a high degree of accuracy of the model and reduce time consumption both during fieldwork and data processing was taken. The manuscript discusses the results of the analyses and compares them with other studies presented by different authors and indicates further potential directions of studies within this scope. Based on the authors’ experience with this research, some general conclusions and remarks concerning the planning of photo acquisition from the terrestrial level for the purpose of 3D model reconstruction were formulated.

2

Accuracy Assessment of a Variety of GPS Data Processing, Online Services and Software

Mohammed Israa H., Ataiwe Tariq N., Al Sharaa Hisham

Geomatics and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 15, no. 4

5--19

EN

The processing of GPS observations in precise positioning is complex and requires professional surveyors since it must be carried out after each static measurement. In GPS network adjustment, the obtaining of the correct coordinates of the determined point is possible after determining the components of GPS vectors and aligning the networks of these vectors, while PPP requires the availability of precise products for the reference satellites orbits and clock. For that reason, surveyors can take advantage of free online GPS data processing. In this paper, the authors compare the results obtained from different sources of free online GPS data processing (AUSPOS, OPUS, CenterPoint RTX, APPS, MagicGNSS, CSRS-PPP, GAPS, and SCOUT) in terms of their accuracy, availability, and operation. This is then compared with free GPS processing software (gLAB and RTKLIB), and finally with commercial software (TBC Trimble Business Center). The results show that online processing services are more accurate than offline processing software, which indicates the strength of their algorithms and processes. The CSRS-PPP online service had the best results. The difference between the relative solution of AUSPOS and OPUS, and CSRS-PPP is insignificant.

3

Determining horizontal curvature of railway track axis in mobile satellite measurements

Koc Władysław, Wilk Andrzej, Specht Cezary, Karwowski Krzysztof, Skibicki Jacek, Czaplewski Krzysztof, Judek Sławomir, Chrostowski Piotr, Szmagliński Jacek, Dąbrowski Paweł, Specht Mariusz, Grulkowski Sławomir, Licow Roksana

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 6

art. no. e139204

EN

The article discusses the applicability of a novel method to determine horizontal curvature of the railway track axis based on results of mobile satellite measurements. The method is based on inclination angle changes of a moving chord in the Cartesian coordinate system. In the presented case, the variant referred to as the method of two virtual chords is applied. It consists in maneuvering with only one GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver. The assumptions of the novel method are formulated, and an assessment of its application in the performed campaign of mobile satellite measurements is presented. The shape of the measured railway axis is shown in the national spatial reference system PL-2000, and the speed of the measuring trolley during measurement is calculated based on the recorded coordinates. It has been observed that over the test section, the curvature ordinates differ from the expected waveform, which can be caused by disturbances of the measuring trolley trajectory. However, this problem can easily be overcome by filtering the measured track axis ordinates to obtain the correct shape – this refers to all track segments: straight sections, circular arcs and transition curves. The virtual chord method can also constitute the basis for assessing the quality of the recorded satellite signal. The performed analysis has shown high accuracy of the measuring process.

4

Oprogramowanie „DIAG-KAL-AKWIZ” przeznaczone do wzorcowania i walidacji komputerowych kart akwizycji danych pomiarowych

Tabisz R. A., Bykowska M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 12

46--51

PL

Opracowano oprogramowanie „DIAG-KAL-AKWIZ” w środowisku LabVIEW przeznaczone do wzorcowania i walidacji komputerowych kart akwizycji danych pomiarowych. Oprogramowanie to zawiera 3 moduły: moduł diagnostyki, moduł kalibracji i moduł akwizycji. Uzyskane wyniki badań wstępnych uruchomionego oprogramowania potwierdziły jego przydatność i uniwersalność. Oprogramowanie utworzone według opisanej koncepcji może być szczególnie przydatne w zastosowaniach przemysłowych, w których komputerowe karty akwizycji danych pomiarowych są ważnym składnikiem wyposażenia pomiarowego stosowanego podczas prac badawczo rozwojowych lub podczas testów produkcyjnych.

EN

The “DIAG-CAL-ACQUIS” software was developed in the LabVIEW environment, intended for calibration and validation of computer data acquisition boards. The software includes three modules: a diagnostics module, a calibration module and an acquisition module. The obtained results of preliminary testing of the implemented software confirmed its usefulness and universality. Software created according to the described concept can be particularly useful in industrial applications in which computer data acquisition boards are an important component of measuring equipment used during research and development works or during production tests.

5

Estymacja niepewności w pośrednich pomiarach wieloparametrowych na przykładzie dwu układów rezystancyjnych 3D

Warsza Z. L., Puchalski J.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2018

|

R. 22, nr 4

31--38

PL

W artykule rozważa się wyznaczanie niepewności wieloparametrowych pomiarów pośrednich dla trzech przykładów układów prądu stałego. Zaproponowano rozszerzenie podanej w Suplemencie 2 do GUM statystycznej metody wektorowej szacowania niepewności pomiaru zbioru pojedynczych wartości parametrów multimenzurandu na opis niepewności dla zakresów tych parametrów. Podano wzór dla macierzy kowariancji niepewności względnych wektora multimenzurandu. Przedstawiono macierze kowariancji dla niepewności pośredniego pomiaru rezystancji trzech skojarzonych ze sobą rezystorów, tj. jako ramion mostka Wheatstone’a trzykrotnie połączonych w różnej kolejności oraz bez konieczności rozłączania obwodu mostka, dzięki zastosowaniu niekonwencjonalnego obocznego sposobu jego zasilania z dwu źródeł prądu; oraz omówiono pomiar trzech wewnętrznych rezystancji obwodu o strukturze gwiazdy z jej zacisków. Podstawowy wniosek jest taki, że w opisie dokładności dla zakresów wielkości mierzonych bezpośrednio i pośrednio w pomiarach wielowymiarowych możliwe jest stosowanie wektorowego prawa propagacji, nie tylko niepewności bezwzględnych wg GUM, ale również niepublikowanych dotychczas - dla niepewności względnych.

EN

In this paper two examples of processing uncertainties of an indirect multivariable measurements of DC resistance circuits without disconnection are considered. It was proposed to extend the vector method of estimating measurement uncertainties, given in Supplement 2 to GUM by the formula for the relative uncertainties. The covariance matrixes of uncertainties of two DC electrical measurement circuits with multiplicative and additive types of measurement equations are presented, i.e.: for indirect measurement of three resistances with using them in three variants of balanced Wheatstone bridge or without disconnection this bridge circuit but with apply unconventional current supplies; the measurement of three internal resistances of the star circuit from its terminals. Formulas for absolute and relative uncertainties and their correlation coefficients are given. The general conclusion is that for description the accuracy of multivariable measurement instrumental systems relative uncertainties are preferable then absolute ones and uncertainties of parameters of their main measurement functions should be also considered.

6

Wagi przewyższeń w niwelacji trygonometrycznej

Beluch J.

Przegląd Geodezyjny

|

2015

|

R. 87, nr 1

3--8

PL

Pomiarowe osnowy wysokościowe mogą być wyznaczane m.in. metodą niwelacji trygonometrycznej, na podst. pomiarów wykonywanych za pomocą tachimetrów elektronicznych. Nowe geodezyjne standardy techniczne wymagają żeby obserwacje w tych osnowach wyrównywane były w sposób ścisły z wykorzystaniem wag. W niwelacji trygonometrycznej problem ten komplikuje się trochę ze względu na to, że w tym przypadku wagi zależą pośrednio od długości celowych, kąta pochylenia lunety i współczynnika refrakcji oraz średnich błędów tych parametrów. Z tego powodu wagi poszczególnych przęseł mogą być istotnie zróżnicowane. W artykule wykonano analizę wpływu średnich błędów mierzonych elementów na średni błąd różnicy wysokości przęsła w trzech sposobach pomiaru (rys. 1 i 3). Wynikające stąd wnioski pozwoliły na określenie warunków stosowania wzorów ścisłych lub przybliżonych do wyznaczania wag różnic wysokości pojedynczych przęseł. Mając wagi kolejnych przęseł, z łatwością określimy wagi odcinków niwelacyjnych, bądź ciągów niwelacyjnych.

EN

The measurement of height differences in minor controls can be done using, among others, the trigonometric levelling method, based on measurements done using electronic tachymeters. According to new geodetic-technical standards, observations at these controls should be rigorous adjusted, with the use of weights. In trigonometric levelling this problem is somewhat complicated due to the fact that the weights in this case indirectly depend on: the length of the line of sight, the angle of inclination of the telescope, the refractive index and the mean square error of these parameters. Thus, the weight of each span may differ significantly. In this paper an analysis was performed of the influents of the mean square "errors in the measured elements on the mean square error of the height difference of the span using three methods of measurement (figs. 1& 3). The result made it possible to determine the conditions calling for the application of exact or approximate formulas to determine the weights of difference in the height of individual span. Knowing the weights of consecutive spans, one can easily specify the weight of the levelling segments or levelling lines.

7

Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych

Koc W., Specht C.

Problemy Kolejnictwa

|

2015

|

Z. 166

63--85

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie kilkuletnich badań nad zastosowaniem mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych. Mobilne pomiary satelitarne polegają na objeździe trasy pojazdem szynowym z doczepionymi wagonami-platformami lub wózkami dwuosiowymi, na których zainstalowano odbiorniki GNSS (ang. Global Navigation Satellite System). Opisano przyjętą metodykę badawczą oraz przebieg pomiarów przeprowadzonych w torze kolejowym i tramwajowym. Podjęto kwestię dokładności pomiarów satelitarnych. Wykazano, że aktualnie optymalnym rozwiązaniem – zapewniającym maksymalną dokładność wyznaczenia współrzędnych GNSS podczas badań inwentaryzacyjnych tras szynowych – jest wykorzystanie dwusystemowej satelitarnej sieci geodezyjnej GPS / GLONASS (odpowiednio ang. Global Positioning System i ros. GLObalnaja NAwigacionnaja SiStema). Jednocześnie wskazano, że wyznaczenie współrzędnych istniejącej trasy w państwowym układzie odniesień przestrzennych 2000 technikami GNSS prowadzi do konieczności weryfikacji dotychczasowej metodyki projektowania. W artykule przedstawiono założenia nowej metody projektowania układów geometrycznych toru, dostosowanej do techniki pomiarów satelitarnych, w której rozwiązanie problemu projektowego polega na wyznaczeniu uniwersalnych równań opisujących całość układu geometrycznego. Znajomość współrzędnych pozwala również na identyfikację kształtu geometrycznego istniejącego toru. Opisano moduły opracowanego programu komputerowego SATTRACK do wizualizacji, oceny i projektowania trasy kolejowej, obejmujące wizualizację przebiegu trasy kolejowej, ocenę odcinków prostych trasy, tworzenie poligonu kierunków głównych, ocenę odcinków trasy położonych w łuku oraz określanie kształtu osi eksploatowanego toru kolejowego. Scharakteryzowano również problem oceny efektów regulacji osi toru.

EN

The article presents a summary of several years research of mobile satellite measurements in designing and exploitation of railway lines. Mobile satellite measurements consist of crossing railway and tram routes with a power car and outboard cars or two-axle boogies, on the top of them GNSS (Global Navigation Satellite System) receivers are installed. The adopted research methodology and the measurements carried out in the rail and tram track are described. The accuracy of satellite measurements is also the issue of the analysis. It was proven that the optimal solution with maximum accuracy of determining the coordinates GNSS during the inventory of railway routes is currently the use of the Global Positioning System (in Russian: GLObalnajaNAwigacionnajaSiStema). Simultaneously, it is noted that the determination of the existing routes coordinates in the national reference system 2000 with the use of GNSS techniques leads to the need of verifying the existing designing methodology. The paper presents an assumptions of a new method of railway geometrical layout designing adapted to the techniques of satellite measurements. To resolve the designing issue, the universal system of equations describing the entire geometrical layout is determined. Furthermore, the identification of the geometrical layout of the existing track is enabled by the knowledge of the coordinates. The modules of ongoing software SATTRACK are described. This computer program is made to visualize, assess and design the railway layout. Moreover, it includes visualization of railway route planning, the evaluation of track straight sections, creating a major a polygon directions, evaluation of curved sections and the determination of the exploited railway track axis shape. The assessment of the railway track axis regulation effects are also a subject of the paper.

8

Methods for Estimating Relative Accuracy of ALS Data

Gaj S.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2015

|

Vol. 9, no. 1

39--50

PL

Wobec ciągłego rozwoju lotniczego skaningu laserowego ALS (ang. Airborne Laser Scanning) koniczne stało się opracowanie efektywnej metody kontroli jakości danych pozyskanych w ten sposób. Autor zaprezentował trzy główne spotykane w literaturze podejścia do oszacowania względnej dokładności danych ALS: metodę porównania modeli DEM (ang. Digital Terrain Model), metodę porównania punktów i powierzchni TIN (ang. Triangulated Irregular Network) oraz metodę porównania elementów liniowych. Każda z metod bazuje na wyborze różnego typu obiektów kontrolnych, rozmieszczonych w pasach pokrycia między sąsiadującymi szeregami ALS. Dodatkowo przedstawione zostanie nowe podejście, opierające się na porównaniu kalenic i siatek wysokościowych, opracowane w Polsce w celu oceny wzglę dnej dokładności danych LiDAR (ang. Light Detection and Ranging) w ramach projektu ISOK (informatyczny system osłony kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami).

EN

In view of the continuous development of ALS (Airborne Laser Scanning), it has become necessary to develop an effective method of controlling the quality of data obtained with the use of this technology. The author presents three main approaches used in literature for assessing the relative accuracy of the ALS data: the method of comparing DEM models (Digital Terrain Model), the method of comparing points and TIN surfaces (Triangulated Irregular Network) and the method of comparing linear elements. Each of these methods is based on a selection of various types of control objects located in overlapping areas between strips of ALS. In addition, a new approach is presented, based on a comparison of roof ridge lines and elevation grids, developed in Poland in order to assess the relative accuracy of the LiDAR data (Light Detection and Ranging) within the ISOK project (IT System of the Country’s Protection against extreme hazards).

9

Badanie dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych

Doskocz A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/II

83--104

PL

W związku z tym, że współczesne bazy danych map wielkoskalowych gromadzą dane pozyskane różnymi technologiami ocena dokładności tych baz nastręcza pewnych trudności. W pracy przedstawiono zagadnienie oceny dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych. Na wstępnie odniesiono się do klasycznie stosowanych ocen, a następnie omówiono odporną metodę oceny dokładności map. Zaproponowana metoda opiera się na przeskalowanym odchyleniu medianowym, które jest niewrażliwe na wpływ błędów o wielkościach odstających i grubych. Powyższy fakt oraz możliwości sformułowania procedur automatyzacji oceny dokładności opracowania sytuacyjnego map wielkoskalowych pozwala uważać odporną metodę za właściwe rozwiązanie problemu oceny dokładności map. W przeprowadzonych wcześniej badaniach stwierdzono brak zgodności rozkładu błędów położenia punktów z rozkładem normalnym i innymi teoretycznymi rozkładami. Natomiast po zastosowaniu metody najmniejszych odchyleń absolutnych uzyskano stabilną ocenę środka zgrupowania analizowanych zbiorów błędów położenia punktów kontrolnych. W niniejszej pracy wyznaczono medianę, poprzez którą oszacowano wielkości błędu położenia (mP) punktów kontrolnych dla poszczególnych fragmentów mapy i dla całości ocenionej bazy danych. Oszacowano odporny mP z uwzględnieniem wszystkich punktów kontrolnych wyznaczonych na badanym obiekcie (wraz z punktami wykazującymi odstające odchyłki położenia i błędy grube). Stwierdzono, że wielkość mP dla ocenionych map wynosi: w przypadku mapy wykonanej z pomiarów tachimetrem elektronicznym 0.051±0.004 m, w zakresie mapy opracowanej z operatów wcześniejszych pomiarów terenowych 0.135±0.007 m, odnośnie zbioru danych sytuacyjnych pozyskanych poprzez manualną wektoryzację rastrowego obrazu ortofotomapy 0.231±0.015 m, natomiast w przypadku mapy opracowanej z danych pozyskanych z wektoryzacji zeskanowanych map analogowych 0.303±0.012 m, a po przetransformowaniu tychże danych wektorowych do układu PL-2000 wielkość błędu położenia punktu zmalała i wyniosła 0.195±0.045 m.

EN

In view of the fact that in the large-scale map databases in Poland coexist data collected from various technologies in assessment of the accuracy of these databases are some difficulties. The paper presents the issue of assessing the planimetric accuracy of large-scale digital maps. At the beginning was referenced to the classical assess and then discussed the robust method of assessing the accuracy of the maps. The proposed method is based on the rescaled median deviation that is insensitive (robust) to outliers size of errors and gross errors. For this reason, and with the possibility of formulating of automation procedures to assess the planimetric accuracy of large-scale maps, the robust method can be considered as appropriate solution to issue of assess-ing accuracy of maps. Previously performed studies have found the lack of conformity distribution of position errors of points with a normal distribution and with other theoretical distributions. However, after applying the method of least absolute deviation ensures stable assessment of center of the samples analyzed sets of position errors of control points. In this work was stated the median, by which was estimated position error (mP) of control points for individual fragments of map and for total checked database. Was estimated robust mP taking into account all the control points set on the check object (including points with outliers size of errors and with gross errors). Was stated, that mP for assessed maps have a following size: in case map produced from measurements with an electronic tachymeter 0.051±0.004 m, for map created from previous direct measurements 0.135±0.007 m, for planimetric data produced by manual vectorization in a raster image of an orthophotomap 0.231±0.015 m, therefore in case map created with use the vectoriza-tion technology preceded by scanning of analogue maps 0.303±0.012 m and for map developed based on planimetric data whose position was obtained by transforming coordinates to the PL-2000 frame size of error mP was fell to 0.195±0.045 m.

10

Diagnostyka dokładności wskazań mikroprocesorowego warstwomierza elektromagnetycznego

Tabisz R. A.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2014

|

Nr 38

73--76

PL

Przedstawiono jeden z wariantów programu ćwiczenia laboratoryjnego, którego celem jest poznanie zasad diagnozowania dokładności wskazań mikroprocesorowego warstwomierza przeznaczonego do pomiaru grubości powłok niemagnetycznych naniesionych na podłoże magnetyczne. Prezentowany program ćwiczenia obejmuje takie zagadnienia jak: ustalenie warunków pomiaru, wykonanie pomiarów, wzorcowanie, wyznaczenie funkcji korekcyjnej oraz analizę otrzymanych wyników pomiarów i wzorcowań. W rezultacie wykonanych działań możliwe jest uzyskanie odpowiedzi na następujące pytania: Czy warstwomierz wskazuje z dokładnością zgodną z deklarowaną przez jego producenta? Czy można korzystać z funkcji przetwarzania, którą przygotował producent? Czy warto wyznaczać funkcję korekcyjną? Zaprezentowano przykładowe wyniki pomiarów i wzorcowań uzyskane podczas realizacji poszczególnych etapów ćwiczenia oraz wnioski wyciągnięte na podstawie tych wyników.

EN

The paper presents a variant of the exercise laboratory whose purpose is to know the principles of accuracy diagnosis of the microprocessor and electromagnetic thickness gauge, designed to measure the thickness of non-magnetic coatings deposited on magnetic substrates. The presented exercise program covers such topics as: to determine the conditions of measurement, performance measurement, calibration, identification of corrective functions and an analysis of the results of measurements and calibrations. As a result of the activities carried out, it is possible to answer the following questions: If thickness gauge indicates with accuracy which was declared by the manufacturer? Can I use a conversion function which prepared the manufacturer? Is the correction function is useful? Examples of the results of measurements and calibrations obtained during the various stages of the exercise and the conclusions drawn from these results are presented.

11

Pomiary powierzchni swobodnych

Poniatowska M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2014

|

nr 7-8

28--30

PL

Nowoczesne, wspomagane komputerowo techniki projektowania, wytwarzania i pomiaru umożliwiają produkcję przedmiotów o złożonych przestrzennych kształtach. We wszystkich etapach powstawania produktów najistotniejsza jest ich finalna jakość, w tym dokładność geometryczna. W artykule przedstawiono zagadnienia związane z pomiarami i oceną dokładności przedmiotów zawierających powierzchnie swobodne.

EN

Modern computer-aided techniques of designing, manufacturing and measurement allow for the production of objects with complex spatial shapes. At all stages of products development the most important is their final quality, including geometrical accuracy. The article presents issues related tothe measurement and accuracy assessment of the objects containing free-form surfaces.

12

Ocena dokładności odwzorowania wałów i przewałów w numerycznym modelu terenu polderu Majdany

Walczak Z., Sojka M., Laks I.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2711--2724

EN

The aim of this study was to assess the accuracy of mapping of embankments and embankments control structure as the most important elements affecting the Majdany polder hydraulic characteristics. The polder was built between 1965 and1969 years as part of the drainage valley Tralalka. Area of the polder is equal to around 580 hectares. Capacity is equal up to 3.7 million m3. The polder is located about 4 km southeast of the city Kolo, in the valleys of the Warta, Ner and Rgilewka river network. The paper presents an analysis of the accuracy of the available digital elevation models (DEM) for Majdany polder in TIN format, which were worked out in 2009 on a scale 1:10 000. DEM worked out in 2011 based up on LIDAR data is presented in a scale 1:2 500. DEM in 2009 was worked out on the basis of aerial photographs in the scale of 1:26 000 and is available in the form of TIN, and LIDAR DTM-made ISOK project was based on airborne laser scanning (LIDAR) and it is available in LAS format. An assessment was carried out in the section embankments about 1.4 kilometers representing 21% of the total length of the embankments on the polder and one of embankment control structure 218 m in length. A total of 651 measurements with Sokkia GPS was done including 496 and 155 measurements on embankment and control structure respectively. DEM accuracy assessment was performed separately for embankments and control structures. Due to the fact that the distribution of errors of embankments was close to a normal distribution, the following statistical measures was used: Root Mean Square Error (RMSE), mean error (ME) average and standard deviation (SD). Due to the fact that the distribution of the error for embankment control structure on DEM significantly deviates from a normal distribution robust statistical methods like: median, Normalized Median Absolute Deviation (NMAD), 68.3% and 95% quartile was applied. The study showed that the data quality obtained from DEM are usually not sufficient for modeling embankment and control structure. Therefore, if the DEM generate the above data source (LIDAR or aerial images) is acceptable – talking only of polder topography, in order to estimate the volume and modeling its work unacceptable due to the relatively large errors in the mapping embankment control structures. It is necessary improve these DEM even by direct measurements of the same terrain such as GPS-RTK devices.

13

Badanie dokładności pozycjonowania narzędzi w systemach komputerowego wspomagania chirurgii

Goral A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 3

227--230

PL

Jednym z elementów systemu komputerowego wspomagania chirurgii jest lokalizator, którego zadaniem jest śledzenie położenia narzędzi i operowanych struktur. W badaniach opisanych w pracy po raz pierwszy porównano dwie metody oceny dokładności pozycjonowania końcówki narzędzia, z których pierwsza wykorzystuje obiekt o wzorcowej geometrii a druga maszynę współrzędnościową. Błędy wyznaczone z wykorzystaniem obiektu wzorcowego charakteryzują się znacznie mniejszymi odchyleniami w stosunku do wartości teoretycznych (do 27,8%) od tych uzyskanych na za pomocą maszyny współrzędnościowej (powyżej 36,3%).

EN

The aim of this work is to compare two methods for determining the tool tip positioning error in computer-assisted surgery systems which use optically tracked tools. The concept of the first method is to acquire tool tip coordinates indicated by a localizer at 17 sockets of a reference plate (see Fig. 2). The idea of the second one is to measure coordinates of a tool tip while the tool is placed successively into 64 predefined positions by a coordinate measuring machine (CMM). In both methods there is compared the set of the acquired coordinates with the set of the reference coordinates. Since these two sets are expressed in different coordinate systems, there is used the best-fit algorithm to enable direct comparison and further error evaluation. The results obtained by the two methods for two different tool designs (see Fig. 1) were compared with theoretical values of the tip positioning error, calculated based on the arrangement of fiducials and the fiducial localization error (FLE). Using equation (2) there was computed the spatial distribution of the target registration error (TRE, see Fig. 3) and the theoretical tool tip positioning error, as a TRE value at the tip position. The errors determined by the reference plate method are generally closer to theoretical values than the equivalent error values computed in the CMM method (see Tab. 1). However, the plate method turns out to be less repeatable than the CMM method, possibly due to manual tool handling. The CMM method also yields nearly constant deviations from theoretical errors, which makes it possible to propose simple linear correction of the results.

14

Komputerowy system wspomagający walidację kanałów pomiarowych wykorzystujących mikrokontrolery AVR ATmega16

Tabisz R. A., Olearczyk M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 11

923-926

PL

Uzasadniono potrzebę tworzenia komputerowych systemów wspomagających walidację kanałów pomiarowych wykorzystujących mikrokontrolery. Zaprezentowano ogólną koncepcję takiego systemu. Opisano opracowany i uruchomiony prototyp przeznaczony do walidacji kanałów pomiarowych wykorzystujących mikrokontrolery AVR ATmega 16. Prototyp ten składa się z części sprzętowej i oprogramowania.

EN

In the paper the need for creation of computer systems for supporting the validation of measurement channels using microcontrollers is justified. The general concept of such a system is presented. There is described the developed and implemented prototype, designed for validation of measurement channels using AVR ATmega16 microcontrollers. This prototype consists of two parts: hardware and software. The hardware is composed of a base which enables creation of the circuit (PS) for measurement signal processing and a module (RW) performing reconstruction of the numerical value of the measured quantities by means of an AVR ATmega16 microcontroller and a PC computer. The software master is called UMD and is written in C#. The slave software is embedded in the microcontroller memory and works with UMD application. The results of preliminary tests of the reconstruction unit (RW) obtained when the AVR microcontroller ATmega16 worked as a frequency counter in the range 0-2 MHz are presented. There are also given the results of preliminary tests obtained in a situation where the same module worked as a DC voltmeter in the range of 0-5 V. The concept of building a system designed to validate the measurement channels using ATmega16 AVR microcontrollers can be successfully applied to other types of microcontrollers.

15

Ocena dokładności modelu 3D zbudowanego na podstawie danych skaningu laserowego - przykład Zamku Piastów Śląskich w Brzegu

Borkowski A., Józków G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

37--47

PL

Coraz większa dostępność technik skanowania laserowego z jednej strony i wzrost gęstości skanowania lotniczego skaningu laserowego z drugiej strony, przyczyniają się do wzrostu zainteresowania modelami 3D zabudowy, tworzonymi w oparciu o dane skaningu laserowego. Modele 3D zabudowy tworzone są coraz częściej na potrzeby zarządzania, administracji, analiz przestrzennych czy promocji miasta lub regionu. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę dokładności modelowania Zamku Piastów Śląskich w Brzegu. Model zamku zbudowano na zlecenie Urzędu Marszałkowskiego Województwa Opolskiego, na podstawie danych z lotniczego I naziemnego skaningu laserowego. Dane pozyskano odpowiednio: skanerem ScanStation 2 z rozdzielczością 2 cm na obiekcie i z wykorzystaniem systemu LiteMapper 6800i firmy Riegl z rozdzielczością 12 punktów na metr kwadratowy. Modelowanie wykonano na poziomie szczegółowości LoD3 (Level-of-Detail), to znaczy z uwzględnieniem detali, zarówno na dachach jak i ścianach budynków. Jako tekstury nałożono zdjęcia cyfrowe metodą transformacji rzutowej. Do modelowania wykorzystano program Cyclone 7.1 oraz opracowane w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki programy do nakładania tekstur i konwersji danych. Ocenę dokładności modelowania przeprowadzono na podstawie niezależnych pomiarów terenowych wybranych elementów (punktów charakterystycznych) modelowanego obiektu. Pomiar wykonano z punktów niezależnej osnowy założonej techniką RTK, z wykorzystaniem dalmierza bezlustrowego. Obliczone współrzędne punktów potraktowano jako bezbłędne i porównano z odpowiednimi punktami modelu. W wyniku porównania otrzymano następujące średnie wartości odchyleń poszczególnych elementów modelu: 0.14 m dla elementów wektorowych, 0.13 m dla elementów tekstur. Uzyskane wartości świadczą o tym, że pod względem dokładności utworzone modele spełniają założenia dokładnościowe poziomu LoD4.

EN

Both the increasing availability of laser scanning techniques and the density augmentation of airborne laser scanning data contribute to the growing interest in building 3D models that are created on the basis of laser scanning data. More often 3D building models are being created for the management, administration, spatial analysis and promotion of the city or region. In this paper the modeling accuracy of the Silesian Piast Dynasty Castle in the Brzeg city was performed. The model of the castle based on airborne and terrestrial laser scanning data was built at the Opole Voivodeship Marshal's Office request. This data were obtained respectively by ScanStation 2 scanner with a resolution of 2 cm on the object and by Riegl LiteMapper 6800i system with resolution of 12 points per square meter. Modeling was performed at the level of detail LoD3. It means that details, both on roofs and walls of buildings were included. Textures were created on the basis of digital photos and converted with use of projective transformation. For modeling the Cyclone 7.1 software and developed in the Institute of Geodesy and Geoinformatics software for texturing and data conversion were used. Accuracy assessment was performed on the basis of independent field measurements of modeled object’s selected elements (characteristic points). Measurements were made with use of the reflectorless tachymeter basing on the independent geodetic warp established by RTK technique. The calculated coordinates of these points treated as error-free were compared with the corresponding points of the model. As a result of comparison the following mean values of deviations were obtained: 0.14 m for the vector components, 0.13 m for the texture components. The obtained values show that created models in terms of accuracy satisfy the assumptions of LoD4.

16

A new method for determining and evaluating the accuracy of the cutting tool wear curve independent of the cutting parameters in profile turning processes with point-tip tools

Zawora J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2012

|

Vol. 36, nr 2

15-29

EN

The major goal of this work is to present a new method for determining the relationship of the cutting tool wear VBB = f(t/T) independent of the cutting parameters and to perform local statistical evaluation of its accuracy. It is connected with contour turning processes employing form tools, in varying machining conditions. The method is valid for a particular machine tool-clamping device-part-tool system, and accepted range of machining parameters: cutting speed, feed rate, depth of cut taken as perpendicular to the axis, angle of the contour. Processes of contour turning with point-tip tool may be implemented on CNC lathes, auto-lathes and tracer lathes with hydraulic control. The wear function which would be independent of the cutting parameters is founded on the sets of experimental results using the technique of experimental design. Box Wilson 5-level experimental design of second order, orthogonal, rotatable, compositional, for four-dimensional factor space was employed. Analytical description of the function was adopted, as a certain degree polynomial satisfying a condition of passing through the point at the coordinate system origin. Tool wear characteristics was determined by two methods: averaging of polynomials representing individual experiments and the approximation of all the tests together. The following requirements were taken into account: positive value of the function derivative and the lowest possible curve undulations. The averaging the coefficients of polynomials was selected as the best method. The local assessment of tool point wear curve accuracy has been performed by analyzing the course of the confidence level local values in the measurement points determined using dimensionless, coordinate t/T. The possible applications of tool wear curve were mentioned, VBB - tool edge wear level, the wear land on the flank in the B zone.

PL

W pracy zaprezentowano nową metodę wyznaczania krzywej zużycia ostrza VBC = f(t/T) niezależnej od parametrów skrawania i statystyczną lokalną ocenę jej dokładności. Dotyczy procesów toczenia kształtowego narzędziami punktowymi w zmiennych warunkach obróbki. Metoda jest prawidłową dla określonego układu OUPN i przyjętego zakresu wartości parametrów obróbki: prędkości skrawania, posuwu wypadkowego, głębokości skrawania oraz kąta zarysu. Procesy toczenia kształtowego narzędziami punktowymi są realizowane na tokarkach i automatach tokarskich CNC oraz tokarkach kopiarkach ze sterowaniem hydraulicznym. Podstawą do wyznaczenia krzywej zużycia niezależnej od parametrów skrawania są zbiory wyników badań doświadczalnych z zastosowaniem techniki planowania eksperymentów. Wprowadzono pięciopoziomowy plan doświadczeń Boxa Wilsona drugiego rzędu, ortogonalny, rotatabilny, kompozycyjny dla czterowymiarowej przestrzeni czynnikowej. Przyjęto analityczny opis krzywej w postaci wielomianu określonego stopnia z zadanym warunkiem przejścia krzywej przez punkt początku układu współrzędnych. Charakterystykę zużycia ostrza wyznaczono dwoma metodami: uśredniania wielomianów poszczególnych doświadczeń oraz aproksymacji wszystkich doświadczeń łącznie. Uwzględniono warunki: dodatniej wartości pochodnej i możliwie najmniejszego pofalowania. Jako najlepszą wybrano metodę uśredniania współczynników wielomianów. Dokonano lokalnej oceny dokładności krzywej zużycia ostrza za pomocą przebiegu lokalnych wartości poziomu ufności w punktach pomiarowych bezwymiarowej współrzędnej t/T. Wskazano na zastosowanie krzywej zużycia, VBB - współczynnik zużycia ostrza - wysokość starcia na powierzchni przyłożenia w strefie B.

17

Propozycja oceny dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych

Doskocz A.

Roczniki Geomatyki

|

2010

|

T. 8, z. 5

51-61

PL

Implementacja zapisów ustawy o INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in the European Community) (Ustawa, 2010) w znacznej mierze przyspiesza porządkowanie krajowych zbiorów danych przestrzennych oraz budowanie interoperacyjnych baz danych (Iwaniak, 2007). Podstawowym celem tworzenia infrastruktur informacji przestrzennej jest ułatwienie dostępu do danych przestrzennych, gromadzonych przez administrację rządową i samorządową oraz w różnych sektorach gospodarczych, wszystkim zainteresowanym podmiotom (Uzasadnienie, 2008). W przypadku państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego opracowywana infrastruktura danych przestrzennych ma zawierać m.in. jego podstawowe części składowe tj.: kataster, mapę zasadniczą, geodezyjną ewidencję sieci uzbrojenia terenu, osnowy geodezyjne (Pachelski, 2002). Ustawa dotycząca INSPIRE nakłada na samorządy terytorialne obowiązek przejścia z tradycyjnych map analogowych na ich postać cyfrową do 31 grudnia 2013 roku. Wielkoskalowe mapy cyfrowe wykonywane są wieloma technologiami o specyficznych cechach i różnej jakości produktu finalnego (Doskocz, 2002). Dlatego też, autorzy opracowań cyfrowych oraz krąg ich użytkowników powinni wiedzieć jakiej dokładności opracowaniami dysponują, a w związku z tym do realizacji jakich zadań mogą być one zastosowane. Jest to także niezwykle istotne w zakresie modernizacji i utrzymania odpowiedniej jakości państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego, w związku z aktualnie zachodzącymi przeobrażeniami w zakresie zasobu map wielkoskalowych i ich konwersji do państwowego układu współrzędnych geodezyjnych PUWG .2000. Wiadomym jest, że sprawne zarządzanie terytorium, na poziomie zarówno krajowym jak i regionalnym oraz lokalnym, może być realizowane jedynie z wykorzystaniem systemów informacji geograficznej i najnowszych produktów geoinformatycznych (Gaździcki, 2006; Dąbrowski i in., 2007). Również wykonywanie opracowań planistycznych powinno być oparte na rozwiązaniach GIS wspomagających wszelkie zadania nowoczesnej gospodarki przestrzennej (Brzuchowska, 2003). Celem niniejszej publikacji jest przedstawienie propozycji oceny dokładności wielkoskalowych map cyfrowych, stanowiących istotny element polskiej infrastruktury danych przestrzennych.

EN

The paper presents a proposal for estimation of horizontal accuracy of large-scale digital map. The research was realized by means of 4 different methods of producing digital map data: new total station survey, re-calculation of previous direct measurements realised by orthogonal and polar surveys, manual vectorisation of a raster orthophotomap image and graphical-and-digital processing of analogue maps. The analysis has been performed for sets of vectors representing shifts of control points. Length of the vectors in the case of a map produced by means of a new survey with an electronic tachymeter were represented by differences between co-ordinates of control points obtained from two separate sets of coordinates. In the case of other methods of data collection for digital map, the length of vectors was represented by differences of coordinates acquired from the investigated map and coordinates calculated from new direct surveys. Obtained results of accuracy estimation using simplified statistical analysis are coherent with conclusions developed on the basis of classical estimation of accuracy (in reference to the requirements for technical standards). High accuracy of the digital map produced on the basis of a survey with an electronic tacheometer was confirmed. It was also confirmed that accuracy of a digital map produced on the basis of the past field surveys is relatively satisfactory. Realized analysis confirmed the high accuracy (in relation to well identified details of the 1st group, i.e. inspection chambers over underground installations) of a digital orthophotomap. The lowest accuracy was confirmed for a digital map produced by means of graphical-and-digital processing of analogue maps (by vectorization of raster maps). In the author.s opinion, it is desirable to establish procedures for automation of estimation of accuracy of digital maps and for their application in the appropriate expert system. This will ensure efficient verification of accuracy of collected large-scale digital map data according to the expectations of their users and provide the characteristics to enable development of an extended set of metadata.

18

Ścisła ocena dokładności przetransformowanych współrzędnych po wprowadzeniu korekt Hausbrandta

Beluch J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 19

1--10

PL

Współrzędne wtórne punktów dostosowania po transformacji najczęściej pozostawia się bez zmian, zachowując ich wartości katalogowe. Takie postępowanie narusza cechę podobieństwa transformacji Helmerta. W celu minimalizacji skutków przedstawionego postępowania, wprowadza się tzw. korekty Hausbrandta. W artykule wyprowadzone zostały wzory na ścisłe określenie średnich błędów współrzędnych i położenia punktów po wprowadzeniu korekt. Do wyznaczenia parametrów transformacji przyjęty został model funkcjonalny w formie równań warunkowych z niewiadomymi. W procedurach obliczeniowych uwzględniono także model stochastyczny uściślający relacje dokładnościowe współrzędnych (pseudoobserwacje) punktów dostosowania w układzie pierwotnym i wtórnym. Wyprowadzone wzory pozwalają między innymi na kwalifikację punktów po transformacji, do odpowiedniej klasy dokładnościowej.

EN

Secondary coordinates of common points after transformation are most often left unchanged, with their catalogue values maintained. This procedure disturbs Helmert transformation similarity characteristic. The so-called Hausbrandt corrections are introduced to minimise the effects of the presented procedure. The article contains derivation of formulae allowing to determine precisely mean square errors of coordinates and positions of points after having included the corrections. A functional model in the form of conditional equations with unknowns was adopted in order to determine transformation parameters. Moreover, also a stochastic model, specifying accuracy relations for coordinates (pseudo-observations) of common points in primary and secondary systems, was taken into account in computational procedures. The derived formulae allow, among other things, classifying points after transformation into an appropriate accuracy class.

19

Opracowanie nieregularnego bloku wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych QuickBird

Kraszewski B.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

305--312

PL

W niniejszym artykule zaprezentowane zostały zagadnienia dotyczące metodyki opracowania panchromatycznych scen satelitarnych QuickBird o nieregularnych kształtach, dla których informacja obrazowa została ograniczona do zasięgu terytorialnego powiatów lub innych jednostek administracyjnych celem zmniejszenia kosztów ich pozyskania. Głównym celem badań metodycznych była analiza wpływu nieregularności zobrazowań QuickBird na dokładność triangulacji satelitarnej bloku oraz korekcji geometrycznej poszczególnych jego scen. Dokonano analizy błędów triangulacji satelitarnej bloku scen QuickBird w funkcji liczby fotopunktów rozmieszczonych symetrycznie na całym zobrazowanym obszarze testowym. Analizie podlegał również wpływ pomiaru punktów wiążących w pasie wzajemnego pokrycia scen na dokładność procesu triangulacji bloku satelitarnego. W toku badań testowych porównano dwie metody korekcji geometrycznej zobrazowań QuickBird (RPC oraz Generic Pushbroom) zaimplementowane w środowisku oprogramowania Leica Photogrammetry Suite (LPS) firmy Erdas Imagine. Opracowano metodykę korekcji geometrycznej panchromatycznych scen QuickBird o nieregularnych kształtach w dwóch wariantach, z których pierwszy uwzględniał rozmieszczenie fotopunktów wyłącznie w wydzielonym regularnym fragmencie (prostokącie) sceny, drugi zaś dotyczył rozmieszczenia fotopunktów na całym jej obszarze. Miarą oceny dokładności procesów fotogrametrycznych zmierzających do wyznaczenia elementów orientacji zewnętrznej poszczególnych scen bloku satelitarnego były błędy średnie liczone z poprawek do współrzędnych punktów kontrolnych. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla uzyskania optymalnego rezultatu korekcji geometrycznej nieregularnych scen QuickBird w procesie triangulacji satelitarnej, należy pomierzyć 36 punktów wiążących rozmieszczonych symetrycznie w pasie wspólnego pokrycia scen oraz, że dokładność tego procesu charakteryzują błędy średnie mX = 0.7 m, mY = 0.4 m, mZ = 1.2 m. Stwierdzono również, że niezależną korekcję geometryczną poszczególnych scen bloku satelitarnego QuickBird można wykonać z dokładnością mx = 0.7 m, my = 1.4 m, przy czym dokładność ta jest zdecydowanie wyższa przy zapewnieniu pełnego pokrycia sceny zbiorem punktów osnowy fotogrametrycznej. W analizowanych procesach korekcji geometrycznej nieregularnych scen QuickBird wskazano na metodę RPC, która przy mniejszym nakładzie pomiarów terenowych daje lepsze rezultaty.

EN

The paper presents methodology for the development of panchromatic irregular QuickBird satellite images the data for which image are spatially confined to an administrative district or other administrative unit. The main aim of this methodological research was to analyse effects the irregularity in QuickBird satellite images on the accuracy of triangulation of a satellite image block and the accuracy of geometrical correction of individual frames. The accuracy analysis of satellite triangulation of QuickBird scenes in the function of the number of control points located symmetrically in the entire test area was performed. The analysis focused on effects of measuring tie points on the satellite triangulation process. Two methods of geometrical correction of QuickBird scenes (RPC and Generic Pushbroom) implemented in the Leica Photogrametry Suite (LPS) software were compared. Two methodological approaches for geometrical correction of panchromatic irregular QuickBird images were developed. The first approach involves the distribution of control points in a separate, regular fragment (rectangle) of the scene only. In the other approach, the control points were located throughout the entire scene. The RMSEs calculated on the basis of check points residual served as estimators of the accuracy of the photogrammetric process designed to delimit the absolute orientation of individual scenes of a satellite block. The research showed that the optimal result of geometrical correction of irregular QuickBird scenes in the satellite triangulation process was obtained by measuring 36 tie points arranged symmetrically in the fragment of the scenes examined. It was also demonstrated that the accuracy of the process is RMSE (X) = 0.7m, RMSE (Y) = 0.4m, RMSE (Z) = 1.2m. An independent geometrical correction of QuickBird scenes is possible to perform with an accuracy of δx = 0.7 m and δy = 1.4 m; it was also shown that the accuracy was considerably improved by the full coverage of the control points in the scene. It was shown that the best results were obtained in the RPC model-based geometrical correction of irregular QuickBird scenes.

20

Metodyka oceny dokładności i scalania wieloźródłowych numerycznych modeli teren

Kurczyński Z.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

343--353

PL

Kraj pokryty jest danymi wysokościowymi w kilku standardach. Pojawiają się nowe produkty, o lepszych parametrach. Użytkownik coraz częściej staje wobec problemu oceny dokładności wieloźródłowych produktów i ich scalenia na interesującym obszarze. W pracy podaje się charakterystykę głównych typów NMT występujących na obszarze kraju. W dalszej kolejności dyskutowana jest metodyka oceny dokładności wysokościowej NMT. W zagadnieniu łączenia dwóch modeli podjęto problem „płynnego” przejścia wysokości na granicy łączenia. W części eksperymentalnej poddano ocenie dokładności cztery różne NMT występujące na tym samym obszarze. Produkty były oceniane na profilach kontrolnych oraz powierzchniowo, poprzez generowanie różnicowych modeli. Wykorzystano zaproponowane wcześniej wskaźniki oceny dokładności. Eksperyment pokazał, że jakość NMT LPIS i DTED-2 jest lepsza niż to się powszechnie przyjmuje. Dane SRTM są obarczone znacznym, ale stałym błędem. Po usunięciu składnika systematycznego, dla terenów odkrytych, można uzyskać dokładność na poziomie 1 m, co jest zaskakująco dobrym wynikiem. W pracach eksperymentalnych wykazano wysoką użyteczność oprogramowania SCOP++ do generowania, oceny dokładności i łączenia różnych NMT.

EN

W pracach eksperymentalnych wykazano wysoką użyteczność oprogramowania SCOP++ do generowania, oceny dokładności i łączenia różnych NMT. The surface of Poland is visualized by height data collected and presented according to several standards. DTMs that are available for various areas are constantly improved by application of new products which feature better parameters. Consequently, a “mosaic” of various data emerges; it is expected that the differentiation will increase with time. As a result, the user is increasingly frequently faced with a problem of assessing the accuracy of multisource products and their merging for an area of interest. The paper provides a characteristics of the major DTM types applied to the same areas in Poland. The methodology of the DTM accuracy assessment is discussed in detail. Random and systematic errors are distinguished and the consistently absolute and relative accuracies are assessed. The paper points out to the lack of homogenous, standardized DTM quality indices. Often, the grid size is assumed to be such an index, which may lead to confusion and misunderstanding. Relationships between the grid size, height accuracy, and the form of the terrain are presented and technological relations between those parameters are described. In the context of merging two different DTMs, the problem of a “smooth” passage of the height at the boundary between them is discussed. The experimental part of the paper deals with the accuracy of four different DTMs covering the same area: a DTM obtained within the Flood Recovery Project, a DTM arrived at within the LPIS project (DTM LPIS), a DTM in the DTED-2 format, and a DTM resulting from the SRTM mission. The products (DTMs) were evaluated – by generation of differential models - with respect to terrain profiles and the area covered. The DTM quality indices, proposed earlier, were used. The experiment showed the quality of DTM LPIS and DTED-2 to be better than usually assumed. The SRTM data are burdened with a considerable, but constant, error of 3.3 m. The afforest areas showed a consistent effect of tree height. Those data belong to the digital surface model (DSM) rather than to the DTM category. After removal of the systematic component, the accuracy on the order of 1 m, a surprisingly good result, is obtained. The experimental part showed a high utility of the SCOP++ software in the generation, accuracy assessment, and merging of various DTMs.