Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Combined Bundle Adjustment with Distances and GPS Observations

100%

Kolecki J.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2015

|

tom 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

100%

Kolecki J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

tom 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

Rozwiązania analityczne związane z obsługą procesu orientacji zdjęć oraz wykonywaniem opracowań wektorowych w programie Bundlab

100%

Kolecki J.

|

tom Vol. 27

61--70

PL

Program Bundlab powstał jako narzędzie głównie dla celów dydaktycznych i badawczych. Niniejszy artykuł stanowi niejako raport opisujący aktualny stan rozwoju tej autorskiej aplikacji, ze szczególnym uwypukleniem stosowanych rozwiązań analitycznych. W pierwszej kolejności przedstawiono ogólną charakterystykę programu, szybko przechodząc do opisu procedury orientacji zdjęć, rozpoczynającej się orientacją wzajemną. Zastosowane tu rozwiązanie bazuje na równaniach komplanarności parametryzowanych macierzą fundamentalną z odpowiednimi warunkami. Problem przekształcany jest do postaci umożliwiającej znalezienie rozwiązania metodami geometrii algebraicznej. W dalszej kolejności realizowane jest rozwiązanie oparte o kryterium najmniejszej sumy kwadratów odchyłek. Łączenie zorientowanych modeli w blok jak również procedurę orientacji bezwzględnej oparto o metodę Horna. W dalszej części przedstawiono narzędzia służące tworzeniu opracowań wektorowych koncentrując się na rozwiązaniach usprawniających pracę operatora i podnoszących dokładność produktu. W ramach artykułu przedstawiono także elementy pochodzące z wykonanych w programie prac. Podano też możliwe dalsze ścieżki rozwoju programu.

EN

The Bundlab software has been developed mainly for academic and research application. This work can be treated as a kind of a report describing the current state of the development of this computer program, focusing especially on the analytical solutions. Firstly, the overall characteristics of the software are provided. Then the description of the image orientation procedure starting from the relative orientation is addressed. The applied solution is based on the coplanarity equation parametrized with the essential matrix. The problem is reformulated in order to solve it using methods of algebraic geometry. The solution is followed by the optimization involving the least square criterion. The formation of the image block from the oriented models as well as the absolute orientation procedure were implemented using the Horn approach as a base algorithm. The second part of the paper is devoted to the tools and methods applied in the stereo digitization module. The solutions that support the user and improve the accuracy are given. Within the paper a few exemplary applications and products are mentioned. The work finishes with the concepts of development and improvements of existing functions.

4

Small and low-cost mobile mapping systems

100%

Kolecki J.

|

2011

|

tom 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

Wykorzystanie adaptacyjnej metody redukcji szumów na obrazach cyfrowych do dektekcji krawędzi

63%

Kolecki J. , Wróbel A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

tom Vol. 18a

263--272

PL

Detekcja krawędzi często stanowi ważny etap przetwarzania obrazów cyfrowych w procedurach automatycznego pomiaru. Metody będące obecnie w użyciu, w większości oparte są na wykorzystaniu filtrów krawędziujących. Wymienić należy tu chociażby filtr LoG (Laplacian of Gaussian) jak również bardziej zaawansowaną metodę Cannyego- Derichea. W niniejszym artykule proponowane jest inne podejście do problemu detekcji krawędzi. Proponowane rozwiązanie jest oparte na wykorzystaniu metod statystyki matematycznej, w szczególności propagacyjno-separacyjnego podejścia do lokalnej metody największej wiarygodności, opracowanego w roku 2006 przez J. Polzehla i V. Spokoinego. Istotą metody jest adaptacyjne określenie sąsiedztwa każdego z pikseli, które wykorzystywane jest do estymacji jasności danego piksela. Sąsiedztwo to określane jest poprzez wagi przypisywane pikselom leżącym w pobliżu piksela o estymowanej jasności. Wartości wag zależą nie tylko od odległości od estymowanego piksela, ale też od różnicy jasności między pikselami. Wpływ tych dwóch czynników można dowolnie modyfikować. Prezentowana metoda przeznaczona jest docelowo do redukcji szumów obrazów cyfrowych, jednak po przyjęciu odpowiednich wartości parametrów udaje się osiągnąć wynik zbliżony do wyniku segmentacji. Do ostatecznego wykrycia krawędzi należy w drugim etapie zastosować filtr krawędziujący np. filtr Laplace’a. Dobór parametrów redukcji szumu pozwala kontrolować stopień szczegółowości otrzymywanych konturów. Do weryfikacji metody wykorzystano dwa fragmenty zdjęć lotniczych wykonanych nad obszarami miejskimi. Dokonano porównania proponowanej metody z wynikami działania algorytmu Cannyego-Derichea. Otrzymywane krawędzie są bardziej wygładzone i pozbawione drobnych przerw. Mniej jest również mało istotnych, niepożądanych krawędzi, wykrycia, których nie udało się uniknąć stosując algorytm Cannyego-Derichea.

EN

Edge detection is often a fundamental stage of digital image processing in automatic measurement techniques. A number of approaches for edge detection, such as LoG (Laplacian of Gaussian) filtering and Canny-Deriche algorithm, involve using edge-extracting filters. In this paper we present a new edge detection technique. Our approach is based on statistics, specifically on the propagation-separation approach for local likelihood estimation, which was developed in 2006 by J.Pohlzel and V.Spokoiny. This new approach for local estimation involves adaptive determination of a pixel’s neighbourhood, used for estimation of pixel’s intensity. This neighbourhood is determined by a set of weights assigned to pixels in the vicinity of the point of estimation. The value of each weight depends not only on the Euclidean distance between the pixels, but also on a differences in the intensity. The influence of these two factors could be modified by changing the parameters of the procedure. The method, as described briefly here, has been mainly designed for image restoration; however, by using a special set of parameters an effect, similar to segmentation, can be achieved. To obtain the final edge image, it is sufficient to use simply one of the edge extracting filters, for example the Laplacian one. The procedure parameters allow to influence sensitivity of the edge detection. The edge detection results were tested on two fragments of frame images of a city. The edges detected were compared with results of the Canny-Deriche algorithm. The edges obtained were smoother and did not show numerous small breaks. In addition, short, less important edges were less likely to appear. These effects were impossible to avoid using the Canny-Deriche approach.

6

Ocena przydatności programu Photosynth do modelowania rzeźby terenu

63%

Kolecka N. , Kolecki J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2010

|

tom Vol. 21

169--177

PL

Obecnie obserwuje się rosnące zapotrzebowanie na produkty jakimi są trójwymiarowe modele różnych obiektów. Znakomitym źródłem danych do tworzenia modeli 3D są naziemne zdjęcia cyfrowe, których pozyskanie jest szybkie, tanie i łatwe w realizacji. Istnieje wiele pakietów oprogramowania komercyjnego pozwalającego na tworzenie przestrzennych modeli obiektów. Rozwijające się równolegle programy darmowe, choć mniej funkcjonalne, mogą być przydatne podczas tworzenia określonego produktu. Reprezentantem tej grupy aplikacji komputerowych jest Microsoft Photosynth. Pozwala on na generowanie chmury punktów wykorzystując zbiór zdjęć niemetrycznych i nie wymaga od użytkownika wiedzy z zakresu fotogrametrii. W pracy poddano weryfikacji modele powierzchni utworzone na podstawie wygenerowanych przez Microsoft Photosynth chmur punktów. Do weryfikacji użyto modelu wygenerowanego w profesjonalnym oprogramowaniu fotogrametrycznym PhotoModeler Scanner. Weryfikacja polegała na obliczeniu odległości euklidesowych pomiędzy węzłami siatki modelu weryfikowanego a powierzchnią modelu wzorcowego, do czego posłużył program VRMesh. Wyniki przeprowadzonych badań pokazują, że modele terenu wygenerowane z wykorzystaniem programu Photosynth mogą znaleźć zastosowanie w pracach nie wymagających bardzo wysokiej dokładności.

EN

Nowadays, an increasing demand for such products as 3D models of various objects is observed. Terrestrial digital imaging is an outstanding source of data for creating such models, as they can be acquired cheaply, easily and fast. There is a lot of commercial software allowing the creation of spatial models of objects. Free software, which is being developed concurrently is less functional but can be useful when creating models of certain objects. An example of an interesting free application that can be applied for modeling is the Microsoft Photosynth. It allows the generation of a cloud of points from a set of non-metric photos, not demanding a photogrammetric knowledge from the user. In this work, models created from point clouds generated by Photosynth were evaluated. In order to conduct the evaluation, a reference models were created using a professional photogrammetric software – PhotoModeler Scanner. The verification included a visual analysis and calculation of Euclidean distances between nodes of reference and the meshes compared. The comparison was performed using the VRMesh software. The results of the research show that the terrain models generated using the Photosynth point clouds can be used in many applications, especially when top accuracy is not demanded.

7

Określanie grubości pokrywy śnieżnej na podstawie fotogrametrycznych zdjęć naziemnych

63%

Kolecki J. , Kolecka N.

|

2013

|

tom Vol. 25

85--93

PL

Określanie grubości pokrywy śnieżnej w terenie górskim ma duże znaczenie dla modelowania zagrożenia lawinowego, a także w analizach przyrodniczych, m.in. hydrologicznych. W niniejszym artykule przedstawiono prace mające na celu ocenę możliwości automatycznego generowania chmur punktów na podstawie naziemnych zdjęć fotogrametrycznych stoków górskich pokrytych śniegiem, w celu określenia przestrzennego rozkładu grubości pokrywy śnieżnej. Obszar badań znajduje się w Dolinie Pięciu Stawów Polskich w Tatrach Wysokich, na stokach pomiędzy Gładką Przełęczą a Walentkowym Wierchem. Zdjęcia wykonano w sezonie zimowym, przy zalegającej pokrywie śnieżnej, a następnie powtórzono w sezonie letnim. W tym celu wykorzystano lustrzankę cyfrową Nikon D5100 z obiektywem stałoogniskowym 85 mm, wyposażoną w matrycę 16 Mpix. Na podstawie zdjęć w programie PhotoModeler Scanner wygenerowane zostały automatycznie chmury punktów reprezentujące odpowiednio powierzchnię śniegu i powierzchnię terenu. Chmury poddano triangulacji, przy czym chmura pochodząca ze zdjęć wykonanych w porze letniej posłużyła do budowy referencyjnej powierzchni terenu, i do niej odniesiono wysokości powierzchni utworzonej z chmury punktów wygenerowanej ze zdjęć wykonanych zimą. Różnice wysokości pomiędzy nimi stanowiły miarę grubości pokrywy śnieżnej. Na badanym obszarze maksymalna grubość pokrywy śnieżnej wynosiła 8.7 m, a średnia grubość była równa 2.9 m Uzyskane wyniki pozwalają twierdzić, że naziemna fotogrametria cyfrowa może stanowić skuteczną metodę pozyskiwania informacji o grubości pokrywy śnieżnej dla niewielkich obszarów obejmujących górskie stoki i zbocza dolin.

EN

Determination of snow cover depth in mountainous terrain is of major importance for avalanche monitoring systems. Besides it is needed as an input information for environmental analysis, especially in hydrology. The aim of researches addressed in this paper was to evaluate the feasibility of using terrestrial photogrammetric images of mountain slopes for point cloud generation for snow cover mapping. The test area was located in the Pięć Stawów Valley in High Tatra in Poland. The image acquisition was carried out for slopes between Gładka Pass and Walentkowy Wierch. The first set of images was acquired during the winter season, when the deep snow cover reaches its highest annual values. Subsequently the second set of images was taken in summer, after the snow cover melted. The terrestrial image network was formed from all the images. The bundle adjustment was calculated and the winter and summer point clouds were generated using the dense matching algorithm. The mesh was built using the adjusted summer images. Created mesh was treated as a reference surface for measuring height of winter points. Calculated heights were used as a measures of snow depth. For some parts of test area the automatic generation of point clouds failed due to lowcontrast snow texture. In the rest of the test area the calculated snow depth is highest for the concave terrain formations. The results show that the terrestrial photogrammetry may by an attractive approach for acquiring the information about the snow depth distribution at small areas comprising slopes of mountains and valleys.

8

Accuracy analysis of automatic distortion correction

63%

Kolecki J. , Rzonca A.

Geodesy and Cartography

|

2015

|

tom Vol. 64, no. 1

3--14

EN

The paper addresses the problem of the automatic distortion removal from images acquired with non-metric SLR camera equipped with prime lenses. From the photogrammetric point of view the following question arises: is the accuracy of distortion control data provided by the manufacturer for a certain lens model (not item) sufficient in order to achieve demanded accuracy? In order to obtain the reliable answer to the aforementioned problem the two kinds of tests were carried out for three lens models. Firstly the multi-variant camera calibration was conducted using the software providing full accuracy analysis. Secondly the accuracy analysis using check points took place. The check points were measured in the images resampled based on estimated distortion model or in distortion-free images simply acquired in the automatic distortion removal mode. The extensive conclusions regarding application of each calibration approach in practice are given. Finally the rules of applying automatic distortion removal in photogrammetric measurements are suggested.

PL

Publikacja ma na celu przedstawienie wyników automatycznego usuwania dystorsji dla niemetrycznej kamery z obiektywem stałoogniskowym. Z punktu widzenia fotogrametrii pojawia się zasadnicze pytanie, czy dokładność określenia dystorsji dla danego typu obiektywu (a nie egzemplarza) jest wystarczająca, żeby otrzymać oczekiwane dokładności pomiaru fotogrametrycznego. W tym celu wykonano dwa rodzaje obliczeń kontrolnych. Pierwsze obliczenia to kalibracja kamery w wariantach zapewniających szeroką dyskusję wyników, wykonana w oprogramowaniu zapewniającym podanie pełnej analizy dokładności. Dodatkowo każdy wariant został sprawdzony poprzez kalibrację kontrolną, którą policzono na podstawie pomiaru zdjęć z fizycznie usuniętym wpływem dystorsji. Drugi etap obliczeń – analiza dokładności – polegał na wykonaniu pomiarów sprawdzających punktów kontrolowanych na zdjęciach dla wszystkich 3 zestawów przyjętych lub obliczonych elementów orientacji wewnętrznej oraz dystorsji usuniętej automatycznie lub programem, na podstawie wyników kalibracji. W publikacji zamieszczono obszerny komentarz dotyczący praktycznych aspektów stosowania każdej z tych metod kalibracji. Wniosek ostateczny podaje zasady stosowania wyników automatycznej redukcji dystorsji w zastosowaniach fotogrametrycznych.

9

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

63%

Kolecki J. , Kuras P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2011

|

tom 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.

10

Automatyczna identyfikacja punktów pola testowego AGH z wykorzystaniem pakietu MATLAB

63%

Kolecki J. , Tokarczyk R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

tom Vol. 17a

363--373

PL

W ciągu ostatniego dziesięciolecia powszechne stało sie stosowanie cyfrowych aparatów fotograficznych do pomiarów fotogrametrycznych. Najczęściej wykorzystuje sie obrazy z kamer o wyznaczonych parametrach rzutowania. W tym celu wykonuje sie ich kalibracje. Wiele fotogrametrycznych instytucji badawczych posiada wykonane specjalnie w tym celu pola testowe. Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska (WGGiIS) AGH w Krakowie posiada pole testowe, złożone ze 159 sygnałów w kształcie pierścienia. Sygnały te musza być przy wykonywaniu kalibracji mierzone na kilku lub kilkunastu zdjęciach. Skutkuje to dużą czasochłonnością procesu kalibracji. W celu jego skrócenia, opracowano program automatyzujący pomiar na obrazach pola testowego. Program ten dokonuje automatycznej detekcji, wyznaczenia centrów oraz identyfikacji sygnałów. Do jego stworzenia wykorzystano język MATLAB v. 7.0, a w szczególności bibliotekę Image Processing Toolbox. Zastosowano miedzy innymi przetwarzanie obrazów z wykorzystaniem operacji morfologicznych, binaryzacje, segmentacje w oparciu o podobieństwo radiometryczne, oraz filtrowanie regionów. W celu identyfikacji wykorzystano specjalnie zaprojektowane kody kreskowe. Opracowano algorytm ich odczytu oraz identyfikacji pozostałych, niezakodowanych sygnałów pola testowego. Wykorzystuje on transformacje rzutowa płaszczyzny tłowej zdjęcia na płaszczyźne pola testowego. Wykonano równie_ szereg doświadczeń, a wśród nich badanie skuteczności odczytu kodów w zależności od stopnia nieostrości obrazu. Ich wyniki potwierdzają wysoka przydatność programu w zastosowaniach praktycznych.

EN

The application of digital cameras for surveying purposes has become very popular in the recent decade. In order to adapt a digital camera to photogrammetric tasks, an accurate calibration is essential. A large number of photogrammetric research institutes have special test-fields projected for those purposes. The Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering at AGH University of Science and Technology has a test-field composed of 159 ring targets. These targets have to be measured, during the calibration process, on at least several photos, which takes a long time. With the view to make this procedure less time-consuming, a program, which carries out an automatic measurement on digital test-field images, has been created. This program detects the targets, determines their centers and performs automatic identification. In order to cerate it, the MATLAB v 7.0 software was used, especially Image Processing Toolbox. The use of morphological operations, image thresholding, radiometric similarity segmentation and region filtering was made. To assign the numbers to the images of the targets the special stripe codes were designed. The algorithm for decoding and identification of the test-field uncoded targets was also created. It uses the projective transformation of the image plane to the test-field plane. A set of experiments was conducted including determination of the successfulness of codes reading on unsharp images. Their results seem to confirm the great usefulness of the program in practice.

11

Teksturowanie modeli obiektów o złożonej geometrii na podstawie danych z naziemnego skaningu laserowego

63%

Kolecki J. , Słota M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

tom Vol. 24

145--154

PL

Obrazy pozyskane podczas rejestrowanej w trakcie skanowania laserowego chmury punktów pozwalają na tworzenie tekstur modelowanego obiektu, co zwiększa jego zawartość informacyjną. Generowanie tekstur bezpośrednio z pozyskanych obrazów wymaga znajomości parametrów odwzorowania, w którym powstaje zdjęcie. Jednak także informacja o kolorze zapisana jako atrybuty punktów chmury może być wykorzystana do tworzenia tekstur modelowanego obiektu. W takim przypadku chmura punktów może pośredniczyć w tworzeniu obrazów tekstur a cały proces teksturowania odbywa się bez bezpośredniego udziału zdjęć. Celem niniejszych badań było opracowanie metody teksturowania modeli obiektów o złożonej geometrii na podstawie kolorowej chmury punktów pochodzącej z naziemnego skaningu laserowego. Wynikiem pracy jest autorski program do tworzenia tekstur, bezpośrednio w oparciu o kolory RGB chmury punktów. Danymi wejściowymi do programu są chmury punktów w formacie tekstowym oraz obiekty 3D w formacie VRML. W celu przyspieszenia obliczeń w pierwszym kroku wykonywana jest automatyczna segmentacja chmur punktów. Następnie pozyskiwana jest informacja o geometrii płaszczyzn obiektu na podstawie pliku VRML. W efekcie analiz przestrzennych pomiędzy położeniem pikseli na teksturowanych płaszczyznach i chmurą punktów, pozyskiwane są informacje o kolorze pikseli oraz tworzone są tekstury obiektu. Uzyskane wyniki pokazują, że tworzone w ramach prac testowych tekstury mogą posiadać artefakty, będące efektem niedopasowania radiometrycznego zdjęć pozyskiwanych z różnych stanowisk skanowania.

EN

Images taken during point cloud acquisition using laser scanning can be subsequently utilized for generating textures of 3D models. As a result the final amount of information associated with produced model is increased. Automatic texture generation using captured images directly, demands the knowledge about parameters describing image projection. However using the information about color stored as point cloud attributes allows texture generation without using the images directly. The addressed researches aim to develop a method of model texturing. As the final result a simple GUI application has been created in C++. Point clouds in text format and VRML models are used as the input data. In order to speed up the calculation process, in the first step the automatic segmentation of the point clouds is performed. Secondly the information about the object surfaces is obtained based on VRML file and then textures are defined. After performing spatial analysis between pixels position on textured surfaces and point cloud, the pixels color information is computed and texture images are generated. The results show that the test objects textures may be affected by noise resulting from radiometric discrepancies between images acquired from different standpoints.

12

Porównanie modeli 3D obiektu inżynierskiego z wykorzystaniem zdjęć naziemnych i skaningu laserowego

51%

Hejmanowska B. , Kolecki J. , Kramarczyk P. , Słota M.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

tom T. 10, z. 7

25--31

PL

In the paper, a comparison of results of three methods for 3D modeling is presented. A metal barrack was chosen as a test object in the project: “Geoinformation system for port protection, project no: OR00019212”. Photogrammetric method (camera Nikon D5100), terrestrial laser scanning (Focus 3D) and simple distance measurements (Leica DISTO) were used in the tests. Accuracy achieved by means of photogrammetry and laser scanning was evaluated based on the comparison of distances measured in 3D models. The problem of edge identification appears in the tested object and it significantly influences the accuracy.

13

Wykorzystanie aparatu cyfrowego telefonu komórkowego do wizualizacji 3D kapliczki

51%

Tokarczyk R. , Kolecki J. , Tokarczyk P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

tom Vol. 17b

769--779

PL

W opracowaniu przedstawiono prace zmierzające do wizualizacji 3D zabytkowej kapliczki krakowskiej z zastosowaniem kamery cyfrowej aparatu komórkowego Nokia 6280 wyposażonej w obiektyw o stałym ogniskowaniu i dwumegapikselowa matryce CMOS. Poprzedzone one zostały badaniem fotogrametrycznej przydatności tej kamery na polu testowym AGH do kalibracji kamer bliskiego zasięgu. Porównano je z wynikami badania dwu innych aparatów cyfrowych: kompaktowego o stałym ogniskowaniu Olympus Camedia C120 oraz lustrzanki Minolta Dynax ze stałoogniskowym obiektywem 20 mm. Mimo słabo modelowanej dystorsji obiektywu aparatu komórkowego Nokia 6280 uzyskano w wyniku fotogrametrycznego wcięcia w przód dokładność względna pomiaru położenia punktu około 1/1230, co pozwala na wykorzystanie tej kamerki do wielu zagadnień pomiarowych. Jako przykład takiego zastosowania wykonano trójwymiarowa wizualizacje zabytkowej kapliczki, przy minimum prac terenowych. Modele na podstawie wykonanych stereogramów zbudowano i zwektoryzowano za pomocą autografu VSD, wykorzystując do orientacji bezwzględnej modeli wersje orientacji bezwzględnej etapami. Dalsze opracowanie wykonano z użyciem programu AutoCAD. Model krawędziowy obiektu został pokryty teksturami ze zdjęć i teksturami autorskimi. Kontrola utworzonego modelu kapliczki oparta na porównaniu długości odcinków pomierzonych na nim i pomiarem bezpośrednim wykazała, że dokładność pomiaru fotogrametrycznego jest wystarczająca dla dokładności wymaganej dla tego rodzaju obiektu.

EN

This paper describes all work leading to 3D visualisation of shrine in Krakow with the use of digital camera equipped in fixed-focus lens and 2 Mpix CMOS sensor built in Nokia 6280 mobile phone. They were preceded by the study of photogrammetric suitability of the camera on special test field used for close-range cameras, and the results were compared with two other digital cameras: compact free focus Olympus Camedia C120 digital camera and Minolta Dynax 5D digital SLR camera equipped with 20 mm lens. Despite poor modelling of lens distortion in Nokia 6280 digital camera, an absolute accuracy of 1/1230 was achieved using photogrammetric intersection. This result enables the use of this camera as a tool for various measurement issues. A 3D visualization of shrine with as few as possible field works was an example of such issue. Based on images, photogrammetric models were built and vectorised using VSD software and stage-absolute orientation of photogrammetric models. Further development was carried out using AutoCAD software. A wireframe model was covered with photo-realistic and user-defined textures. Control of constructed model was based on a comparison of segments measured in the field and on the model. It showed that accuracy of photogrammetric measurement is sufficient for this type of object.

14

Wyposażenie dydaktyczno-sportowe szczecińskich publicznych szkół podstawowych

51%

Wilk K. , Kolecki J. , Eider J.

Zeszyty Naukowe. Prace Instytutu Kultury Fizycznej. Uniwersytet Szczeciński

|

2005

|

nr 22(424)

15

Stabilizacja systemu pomiarowego dla wiatrakowca w aspekcie jakości danych LiDAR

45%

Kolecki J. , Prochaska M. , Piątek P. , Baranowski J. , Kurczyński Z.

|

tom Vol. 27

71--82

PL

Definicja parametrów jakościowych chmury punktów pozyskanej metodą lotniczego skanowania laserowego stanowi element niemal każdego zamówienia wiążącego się z wykonaniem lotów pomiarowych. Jakość danych LiDAR nie może być utożsamiana wyłącznie z ich dokładnością, ale jest pojęciem znacznie szerszym, obejmującym inne parametry chmury punktów pozyskanej w wyniku lotu pomiarowego. Przykładowo wymagania dotyczące parametrów takich jak pokrycie oraz gęstość określone są w polskich regulacja prawnych. Na wyżej przywołane parametry danych LiDAR mogą wpływać w pewnym stopniu czynniki związane z samym lotem, takie jak niestabilność prędkości czy linowe lub wysokościowe odstępstwa od planowanej linii lotu. Najbardziej istotnym czynnikiem wydają się być jednak wychylenia oraz drgania platformy pomiarowej. Pozyskiwanie danych LiDAR bez systemu stabilizacji oraz wibroizolacji może utrudniać zachowanie wymaganych parametrów jakościowych. W trakcie prac prowadzonych w ramach projektu, którego efektem było zbudowanie prototypu ultralekkiej stabilizowanej platformy pomiarowej dla wiatrakowca, dokonano szeregu analiz związanych z doborem odpowiedniego systemu stabilizacji rozpatrując trzy składowe wychyleń: roll, pitch, yaw. W tym celu stworzone zostały narzędzia informatyczne służące badaniu wpływu wychyleń na jakość danych LiDAR przy założeniu określonych parametrów linii nalotowych oraz ustawień pracy skanera.

EN

The definition of the quality parameters of a point cloud acquired using the airborne laser scanning is the element of almost every terms of reference involving airborne spatial data acquisition. The quality of the LiDAR data should not be identified only with accuracy and should be examined in a wider aspect taking into account other parameters of the point cloud that was acquired as a result of a flight. For instance the Polish legal regulations provide the requirements concerning the coverage of the strips and the point density. The above mentioned parameters of the LiDAR data can be influenced to some extent by many factors concerning the flight itself such as a varying speed as well as the horizontal and vertical deflections from the planned flight line. However, vibrations and angular deflections seem to influence the point cloud quality to the highest extent. LiDAR data acquisition without required stabilizing system makes keeping the required quality parameters very hard. Within the research project which aimed to develop the prototype of the ultralight, stabilized mapping platform for the gyrocopter, a number of analyses concerning the optimal stabilization scenario were carried out. Tools including scripts and computer programs for analyzing the impact of the deflections on the data quality have been developed. The proper stabilization variant has been established taking into account three separate deflection components, i.e.: roll, pitch and yaw.

16

A study of the symmetry of roots and root canal morphology in mandibular anterior teeth using cone-beam computed tomographic imaging in a Polish population

32%

Sroczyk-Jaszczynska M. , Kolecki J. , Lipski M. , Pucilo , Wilk G. G. , Falkowski A. , Kot K. , Nowicka A.

|

tom 79

|

nr 4