Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Semestrální projekt Autoři: Zuzana Plucnarová Veronika Štefková Veronika Štefková Romana Zahumenská Romana Zahumenská.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Semestrální projekt Autoři: Zuzana Plucnarová Veronika Štefková Veronika Štefková Romana Zahumenská Romana Zahumenská."— Transkript prezentace:

1 Semestrální projekt Autoři: Zuzana Plucnarová Veronika Štefková Veronika Štefková Romana Zahumenská Romana Zahumenská

2 Semestrální projekt se skládá ze 3 částí: 1.Kalibrace fotografického přístroje 2.Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 3.Určení přesnosti fotogrammetrické metody

3 Kalibrace fotografického přístroje

4 Úkolem první části semestrálního projektu bylo provést kalibraci neměřické komory, která byla dále použita pro zpracování prostorového modelu objektu a také pro určení přesnosti fotogrammetrické metody. Úkolem první části semestrálního projektu bylo provést kalibraci neměřické komory, která byla dále použita pro zpracování prostorového modelu objektu a také pro určení přesnosti fotogrammetrické metody. Použitý fotoaparát: Použitý fotoaparát: VýrobceOlympus NázevFE-180/X-745 Typ Digitální Kompakt - automat Typ snímačeCCD, 1/2.5" (4:3) Rozlišení snímače6 Mpix

5 Kalibrace fotografického přístroje Objektiv Olympus Lens 6,3 – 18,9 mm Světelnost objektivuF3.1 – F5.9 Ohnisková vzdálenost38 – 114 mm Zoom3x optický, 4x digitální Fotografie Formát snímkůJPEG Velikost snímků2816 x 2112, 2048 x 1536, 640 x 480 Paměťové médiumxD-Picture Card Expozice Rozsah expozičních časů4-1/2000 s Vzdálenost fotografování 0,1 m až  (normální režim) 0,6 m až  (režim makro) 0,05 m až  ( režim super makro)

6 Kalibrace fotografického přístroje Kalibrace slouží pro určení prvků vnitřní orientace fotokomory. Kalibrace slouží pro určení prvků vnitřní orientace fotokomory. Mezi prvky vnitřní orientace patří: Mezi prvky vnitřní orientace patří: - hlavní bod snímku H, - hlavní bod snímku H, - konstanta fotokomory c, - konstanta fotokomory c, - zkreslení objektivu. - zkreslení objektivu. Blesk Vestavěný Režimy bleskuautomatický, zapnut/vypnut

7 Kalibrace fotografického přístroje Postup při kalibraci: 1. Pořízení snímku testovacího pole 2. Založení nového projektu 3. Referencování 4. Výpočet Pořízení snímku testovacího pole Pořízení snímku testovacího pole - pro kalibraci digitálního fotografického přístroje byla zvolena - pro kalibraci digitálního fotografického přístroje byla zvolena metoda,,ruční” kalibrace metoda,,ruční” kalibrace - bylo pořízeno 9 snímků kalibračního pole - bylo pořízeno 9 snímků kalibračního pole - snímky byly pořízeny 12. března snímky byly pořízeny 12. března snímky byly pořízeny s rozlišením 2816 x snímky byly pořízeny s rozlišením 2816 x formát snímků: JPEG - formát snímků: JPEG

8 Kalibrace fotografického přístroje Kalibrační pole: - je složené z trojúhelníků stejné velikosti, které jsou - je složené z trojúhelníků stejné velikosti, které jsou v obrazci pravidelně rozloženy v obrazci pravidelně rozloženy - má tvar obdélníku o přibližných rozměrech 100 x 70 cm - má tvar obdélníku o přibližných rozměrech 100 x 70 cm - v každém rohu je zobrazen vlicovací bod - v každém rohu je zobrazen vlicovací bod

9 Kalibrace fotografického přístroje - snímky kalibračního pole pořizujeme tak, aby na něm byl - snímky kalibračního pole pořizujeme tak, aby na něm byl celý rastr a vlicovací body byly zřetelné celý rastr a vlicovací body byly zřetelné - nakonec byl pořízen jeden snímek papíru formátu A4 a - nakonec byl pořízen jeden snímek papíru formátu A4 a změřena vzdálenost fotoaparátu od tohoto papíru. změřena vzdálenost fotoaparátu od tohoto papíru. - takto získané snímky byly zpracovány v programu - takto získané snímky byly zpracovány v programu Photomodeler verze 4 Photomodeler verze 4 2.Založení nového projektu - jedná se o uvedení základních informací, mezi které patří: výrobní označení digitálního přístroje, kamera se zoomem, nastavení přibližného rozměru snímku, definování jednotek, použité kamery a její vzdálenosti od snímku a import snímků použitých ke kalibraci

10 Kalibrace fotografického přístroje 3.Referencování - Jedná se o zreferencování čtyř vlicovacích bodů na všech snímcích. - Jedná se o zreferencování čtyř vlicovacích bodů na všech snímcích. 4.Výpočet - Patří zde: výpočet parametrů kamery tj. ohniskovou vzdálenost, rozměr CCD prvku, souřadnice hlavního bodu a parametry zkreslení objektivu. - Patří zde: výpočet parametrů kamery tj. ohniskovou vzdálenost, rozměr CCD prvku, souřadnice hlavního bodu a parametry zkreslení objektivu.

11 Kalibrace fotografického přístroje Závěr: - výsledkem bylo získání kalibračního protokolu v souboru - výsledkem bylo získání kalibračního protokolu v souboru *.cam popř. *.pmr *.cam popř. *.pmr - Software PhotoModeler Pro vypočítá parametry radiálního a tangenciálního zkreslení a automaticky opravuje počítané - Software PhotoModeler Pro vypočítá parametry radiálního a tangenciálního zkreslení a automaticky opravuje počítané souřadnice. Také vypočítá konstanty kamery, rozměry CCD souřadnice. Také vypočítá konstanty kamery, rozměry CCD prvku a souřadnice hlavního bodu (viz. kalibrační protokol). prvku a souřadnice hlavního bodu (viz. kalibrační protokol). - kalibrace je potřebná pro zpracování následujících částí - kalibrace je potřebná pro zpracování následujících částí projektu projektu

12 Kalibrace fotografického přístroje Kalibrační protokol Kalibrační protokol Z tabulky vyčteme prvky vnitřní orientace: konstantu komory konstantu komory polohu hlavního bodu snímku polohu hlavního bodu snímku zkreslení objektivu = distorze zkreslení objektivu = distorze K1, K2 – radiální zkreslení K1, K2 – radiální zkreslení P1, P2 – tangenciální zkreslení P1, P2 – tangenciální zkreslení rozměr digitálního čipu rozměr digitálního čipu hodnoty W, H (viz. tabulka Camera Information) hodnoty W, H (viz. tabulka Camera Information) další parametry … další parametry …

13 Kalibrace fotografického přístroje Poloha kamer při kalibraci

14 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu

15 Objekt: Objekt: - Kaple svatého Antonína Paduánského - Kaple svatého Antonína Paduánského Lokalita: Lokalita: - Kobeřice ve Slezsku, okres Opava, - Kobeřice ve Slezsku, okres Opava, kraj Moravskoslezský kraj Moravskoslezský

16 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu kaple se nachází na severozápad od obce Kobeřice kaple se nachází na severozápad od obce Kobeřice přibližné určení polohy objektu je provedeno pomocí souřadnic GPS 49°59'18.434" N, 18°2'27.821" E přibližné určení polohy objektu je provedeno pomocí souřadnic GPS 49°59'18.434" N, 18°2'27.821" E kaple byla postavena v roce 1928 a téhož roku byla zasvěcena svatému Antonínu Paduánskému kaple byla postavena v roce 1928 a téhož roku byla zasvěcena svatému Antonínu Paduánskému

17 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Měřická metoda: Měřická metoda: - Dokumentace objektu byla provedena fotogrammetrickou - Dokumentace objektu byla provedena fotogrammetrickou metodou průsekové fotogrammetrie. metodou průsekové fotogrammetrie. - Princip průsekové fotogrammetrie spočívá v pořízení - Princip průsekové fotogrammetrie spočívá v pořízení několika vzájemně se překrývajících snímků objektu. několika vzájemně se překrývajících snímků objektu. - V ideálním případě je každý bod zobrazen alespoň na třech - V ideálním případě je každý bod zobrazen alespoň na třech snímcích, což pomocí protínání umožňuje určit jeho snímcích, což pomocí protínání umožňuje určit jeho prostorovou polohu a postupně vytvořit 3D model objektu. prostorovou polohu a postupně vytvořit 3D model objektu. - Pro určení rozměru musíme navíc znát alespoň jednu - Pro určení rozměru musíme navíc znát alespoň jednu vzdálenost objektu. vzdálenost objektu.

18 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Přístrojové vybavení: Přístrojové vybavení: - digitální fotoaparát Olympus FE-180/X digitální fotoaparát Olympus FE-180/X-745 Softwarové vybavení: Softwarové vybavení: - Photomodeler 5 - Photomodeler 5 Další pomůcky: Další pomůcky: - pásmo - pásmo

19 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Postup fotogrammetrického zaměření se skládal z těchto částí: Postup fotogrammetrického zaměření se skládal z těchto částí: 1. Rekognoskace terénu 1. Rekognoskace terénu 2. Snímkování 2. Snímkování 3. Geodetické zaměření 3. Geodetické zaměření 4. Zpracování získaných údajů 4. Zpracování získaných údajů

20 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 1.Rekognoskace terénu: Před vlastním pořízením snímků byla provedena rozvaha stanovisek a rekognoskace terénu, při které byl zjištěn stav kapličky. Před vlastním pořízením snímků byla provedena rozvaha stanovisek a rekognoskace terénu, při které byl zjištěn stav kapličky. 2.Snímkování: - bylo provedeno 7. března pro snímkování byla použita tzv. metoda kruhu tzv. metoda kruhu - bylo pořízeno 20 snímků - snímky byly pořízeny s rozlišením 2816 x formát snímků: JPEG - formát snímků: JPEG S

21 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 3.Geodetické zaměření: - zaměření objektu bylo provedeno pásmem - zaměření objektu bylo provedeno pásmem - veškeré délky byly měřeny na milimetry - byl oměřen celý půdorys - byl oměřen celý půdorys kapličky a výšky kapličky a výšky některých některých bodů bodů

22 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 4.Zpracování získaných údajů: - bylo provedeno v programu Photomodeler 5 - skládá se z jednotlivých kroků: 1. Založení projektu 1. Založení projektu 2. Nadefinování parametrů kamery 2. Nadefinování parametrů kamery 3. Import snímků 3. Import snímků 4. Referencování bodů 4. Referencování bodů 5. Výpočet 5. Výpočet 6. Vytváření linií a ploch objektu 6. Vytváření linií a ploch objektu 7. Změna měřítka a rotace 7. Změna měřítka a rotace 8. Export výsledného modelu 8. Export výsledného modelu 9. Vytvoření animace modelu 9. Vytvoření animace modelu

23 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 1. – 3. Založení projektu, nadefinování parametrů kamery, import snímků: Nový projekt se založí v menu [File / New Project]. Touto volbou se spustí průvodce, ve kterém se zadá přibližná velikost objektu, jednotky, naimportuje se kalibrační soubor s příponou *.cam a také jednotlivé snímky. 4. Referencování bodů Referencování je proces, při kterém se určuje totožnost bodů na jednotlivých snímcích. Body musí být referencovány nejméně na dvou snímcích. Pro větší kvalitu je lepší body referencovat na všech snímcích v projektu. 5. Výpočet Výpočet je iterativní proces, který probíhá tak dlouho, až se vypočte prostorová poloha bodů, hran a minimalizují se chyby. Výpočet se spustí pomocí menu [Project / Process] a probíhá ve dvou etapách. První je kontrola všech dat (Audit), ve druhé etapě (Adjustment) se vytváří prostorový model objektu.

24 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 6. Vytváření linií a ploch objektu Po výpočtu následuje vytváření: linií, křivek a ploch. 7. Změna měřítka a rotace Po výpočtu je vytvořen prostorový model v obecné poloze. Tento model nemá stanoveny rozměry. Pro definování měřítka přiřadíme vzdálenost mezi 2 body, kterou jsme si změřili v terénu, příslušné linii prostorového modelu. Souhrn základních prvků 3D modelu

25 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu 8. Export výsledného modelu Výsledný 3D model může být exportován do formátů: 2D DXF, 3D DXF, 3D Studio, VRML 1.0, VRML 2.0, … Exportem projektu do formátu 2D DXF byly následně vytvořeny v Exportem projektu do formátu 2D DXF byly následně vytvořeny v programu Macrostation nárysy prostorového modelu. Nárys N1 – jižní stěna Nárys N2 - východní stěna

26 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Ukázka vytvořeného prostorového modelu vybraného objektu: Ukázka vytvořeného prostorového modelu vybraného objektu: Součástí projektu bylo také vytvoření animace prostorového modelu, kterou jsme vytvořili v programu Photomodeler verze 6. Animace byla také vytvořena exportem projektu do formátu VRML 2.0 (ukázka na konci prezentace). Součástí projektu bylo také vytvoření animace prostorového modelu, kterou jsme vytvořili v programu Photomodeler verze 6. Animace byla také vytvořena exportem projektu do formátu VRML 2.0 (ukázka na konci prezentace).

27 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Dalším zpracováním projektu v programu Photomodeler verze 6 jsme získali: Dalším zpracováním projektu v programu Photomodeler verze 6 jsme získali: Směr os záběrů s čísly fotokomor. Ukázku prostorového protínání.

28 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Vytvoření detailu prostorového modelu: -Pro vytvoření fotogrammetrické dokumentace detailu vybraného objektu jsme zvolili vchodové dveře. vybraného objektu jsme zvolili vchodové dveře. -Detail byl vytvořen z 10 snímků. -Postup vytvoření detailu je stejný jako u vytvoření prostorového modelu objektu.

29 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Ukázka 3D modelu vchodových dveří: Ukázka 3D modelu vchodových dveří:

30 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Následným zpracováním projektu v programu Photomodeler 6 jsme získali: Následným zpracováním projektu v programu Photomodeler 6 jsme získali: Stanoviska fotoaparátu při snímkování Směr os záběrů s čísly fotokomor

31 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Ukázka prostorového protínání Ukázka 3D modelu

32 Vytvoření prostorového modelu vybraného objektu a jeho detailu Závěr – kontrola přesnosti: Na závěr bylo provedeno kontrolní oměření výsledných prvků, které se porovnaly s oměrnými mírami naměřenými v terénu. Rozdíl těchto dvou hodnot je v průměru 1 cm. Na závěr bylo provedeno kontrolní oměření výsledných prvků, které se porovnaly s oměrnými mírami naměřenými v terénu. Rozdíl těchto dvou hodnot je v průměru 1 cm. Střední chyba prostorového modelu byla určena pomocí empirické střední chyby Střední chyba prostorového modelu byla určena pomocí empirické střední chyby, kde n je počet vzdáleností a  je skutečná chyba délky. kde n je počet vzdáleností a  je skutečná chyba délky. Střední chyba prostorového modelu: m =  0,013 m. Střední chyba prostorového modelu: m =  0,013 m. Pokud bychom chtěli v některých krocích přesnost ještě zvětšit, bylo by to určitě už v samém počátku při volbě kamery. Pokud bychom chtěli v některých krocích přesnost ještě zvětšit, bylo by to určitě už v samém počátku při volbě kamery.

33 Určení přesnosti fotogrammetrické metody

34 Cílem této části projektu bylo porovnání přesnosti geodetického a fotogrammetrického zaměření prostorového modelu měřické sítě pozorovatelny IGDM VŠB-TU Ostrava. Cílem této části projektu bylo porovnání přesnosti geodetického a fotogrammetrického zaměření prostorového modelu měřické sítě pozorovatelny IGDM VŠB-TU Ostrava. Jedná se o 24 bodů, které jsou signalizovány na konstrukci a na stěnách měřické pozorovatelny IGDM VŠB-TU Ostrava. Jedná se o 24 bodů, které jsou signalizovány na konstrukci a na stěnách měřické pozorovatelny IGDM VŠB-TU Ostrava.

35 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Měřická metoda: Měřická metoda: - Dokumentace měřické sítě byla provedena fotogrammetrickou - Dokumentace měřické sítě byla provedena fotogrammetrickou metodou průsekové fotogrammetrie. metodou průsekové fotogrammetrie. - V měřické pozorovatelně byly umístěny i dvě nivelační latě pro - V měřické pozorovatelně byly umístěny i dvě nivelační latě pro pozdější definici měřítka v programu Photomodeler, ve kterém pozdější definici měřítka v programu Photomodeler, ve kterém probíhalo následné zpracování a vyhodnocení naměřených snímků. probíhalo následné zpracování a vyhodnocení naměřených snímků. - Geodetické zaměření měřické pozorovatelny bylo provedeno - Geodetické zaměření měřické pozorovatelny bylo provedeno dříve. Pro zpracování našeho projektu nám byl dodán seznam dříve. Pro zpracování našeho projektu nám byl dodán seznam souřadnic bodů měřické sítě. Z těchto souřadnic, byly vypočítány souřadnic bodů měřické sítě. Z těchto souřadnic, byly vypočítány vzdálenosti mezi jednotlivými body měřické pozorovatelny. vzdálenosti mezi jednotlivými body měřické pozorovatelny.

36 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Přístrojové vybavení: Přístrojové vybavení: - digitální fotoaparát Olympus FE-180/X digitální fotoaparát Olympus FE-180/X-745 Softwarové vybavení: Softwarové vybavení: - Photomodeler 5 - Photomodeler 5 Další pomůcky: Další pomůcky: - nivelační latě - nivelační latě

37 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Postup fotogrammetrického zaměření se skládal z těchto částí: Postup fotogrammetrického zaměření se skládal z těchto částí: 1. Snímkování 2. Zpracování získaných údajů 1.Snímkování: - bylo provedeno 9. dubna celkem bylo pořízeno 13 snímků - blesk byl při pořizování snímků vypnutý a také nebyl použit zoom. zoom. - snímky byly pořízeny s rozlišením 2816 x formát snímků: JPEG - formát snímků: JPEG

38 Určení přesnosti fotogrammetrické metody 2.Zpracování získaných údajů: - bylo provedeno v programu Photomodeler 5 - skládá se z jednotlivých kroků: 1. Založení projektu 1. Založení projektu 2. Nadefinování parametrů kamery 2. Nadefinování parametrů kamery 3. Import snímků 3. Import snímků 4. Referencování bodů 4. Referencování bodů 5. Výpočet 5. Výpočet 6. Tvorba prostorového modelu 6. Tvorba prostorového modelu 7. Změna měřítka a rotace 7. Změna měřítka a rotace 8. Zjišťování vzdáleností mezi jednotlivými body 8. Zjišťování vzdáleností mezi jednotlivými body

39 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Tvorba prostorového modelu měřické sítě pozorovatelny IGDM VŠB-TU Ostrava je stejná jako tvorba prostorového modelu objektu, která byla uvedena v druhé části semestrálního projektu. Tvorba prostorového modelu měřické sítě pozorovatelny IGDM VŠB-TU Ostrava je stejná jako tvorba prostorového modelu objektu, která byla uvedena v druhé části semestrálního projektu. Změna měřítka a rotace: - Po vytvoření prostorového modelu se model nachází v obecné poloze a nemá stanovený rozměr. Změna měřítka a rotace: - Po vytvoření prostorového modelu se model nachází v obecné poloze a nemá stanovený rozměr. - Z geodeticky určených souřadnic byla vypočítána vzdálenost mezi nejvzdálenějšími body měřické sítě pozorovatelny tzn. mezi body 1 a 10, z této vzdálenosti potom bylo v programu Photomodeler 5 definováno měřítko sítě bodů.

40 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Zjišťování vzdáleností mezi jednotlivými body Zjišťování vzdáleností mezi jednotlivými body - Definice měřítka nám umožňuje získání dalších informací, jako je určení vzdáleností mezi body nebo souřadnic jednotlivých bodů. - Definice měřítka nám umožňuje získání dalších informací, jako je určení vzdáleností mezi body nebo souřadnic jednotlivých bodů. - Pro určení vzdáleností mezi body slouží ikona znázorňující pravítko umístěná na horní liště obrazovky. Po označení této ikony a příslušné linie, jejíž délku chceme určit se nám příslušná délka zapíše opět na horní liště obrazovky.

41 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Zpracováním projektu v programu Photomodeler 5 byly získány: Zpracováním projektu v programu Photomodeler 5 byly získány: Prostorový model bodů v programu Photomodeler 5Prostorový model bodů doplněný liniemi

42 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Zpracováním projektu v programu Photomodeler 6 byly získány: Zpracováním projektu v programu Photomodeler 6 byly získány: Stanoviska fotoaparátu při snímkování a ukázka prostorového protínání Směry os záběrů s čísly fotokomor

43 Určení přesnosti fotogrammetrické metody imezi body Délka určená geodeticky [m] Délka určená fotogram- metricky [m] Rozdíl - ε [m] 11104,987 0, ,6304,6270, ,9842,987-0, ,5593,561-0, ,6714,6670, ,1065,0920, ,9352,937-0, ,6813,683-0, ,3574,3520, ,8742,8690, ,8554,8430, ,9083,90, ,2503,254-0, ,8722,879-0, ,8133,8030, ,2794,2770, ,2963,303-0, ,5353,541-0, ,3322,337-0, ,1494,1480, ,8012,809-0, ,6753,684-0, ,9693,978-0, ,9022,911-0, ,1693,176-0, ,8842,8830, ,2362,238-0, ,8543,8460, ,3033,311-0, ,0653,073-0, ,7314,7260, ,4424,4290, ,7873,780, ,3263,329-0, ,691 0, ,7802,7740,006 Porovnání délek určených geodeticky a fotogrammetricky:

44 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Určení střední chyby fotogrammetické metody: Určení střední chyby fotogrammetické metody: - Střední chyba fotogrammetrického zaměření ( respektive fotogrammetrické metody ) se určí ze vztahu: Střední chyba fotogrammetrického zaměření je : Střední chyba fotogrammetrického zaměření je : m = ± 0,0067 m m = ± 0,0067 m

45 Určení přesnosti fotogrammetrické metody Závěr: Závěr: Porovnáním přesnosti obou metod, pro náš případ geodetického a fotogrammetrického zaměření prostorového modelu měřické pozorovatelny, se dospělo k závěru, že fotogrammetrická metoda má dostačující přesnost. A je v podstatě srovnatelná s metodou geodetickou, od které se liší jen nepatrně a to řádově v milimetrech. Střední chyba fotogrammetrického zaměření je 0,0067 m. Porovnáním přesnosti obou metod, pro náš případ geodetického a fotogrammetrického zaměření prostorového modelu měřické pozorovatelny, se dospělo k závěru, že fotogrammetrická metoda má dostačující přesnost. A je v podstatě srovnatelná s metodou geodetickou, od které se liší jen nepatrně a to řádově v milimetrech. Střední chyba fotogrammetrického zaměření je 0,0067 m.

46 Děkujeme Vám za pozornost!


Stáhnout ppt "Semestrální projekt Autoři: Zuzana Plucnarová Veronika Štefková Veronika Štefková Romana Zahumenská Romana Zahumenská."

Podobné prezentace


Reklamy Google