MOBILNÍ MAPOVACÍ SYSTÉMY

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Objednatel Cíl projektu Dokumentace Technologie Aktualizace a správa dat Publikace dat DIGITÁLNÍ MAPA PRAHY Petr Šebesta.
Advertisements

GEOGRAFICKÝ INFORMAČNÍ SYSTÉM (GIS) V ZEMĚDĚLSKÉ PRAXI
DÁLKOVÝ PRŮZKUM (ZEMĚ) (Remote Sensing)
3.4 Jednosnímková metoda Základní pojmy
Fotogrammetrie 1 Průseková metoda přednášející Jindřich Hodač JH_13.10.
8 Průseková metoda - nejstarší fotogrammetrická metoda
Získávání topografické informace
Využití výškových dat.
Aplikace GNSS v IG Grečnár Jiří.
Autor: Boleslav Staněk H2IGE1. -Síť splňující konkrétní konfigurační a kvalitativní požadavky daného inženýrského či jiného projektu. -Důvody vzniku účelové.
ZÁKLADNÍ POJMY DRUHY DOPRAVY ZPŮSOBY VEDENÍ TRASY V ÚZEMÍ
20. Metody zpracování digitálních dat dálkového průzkumu
Moderní trendy měření Radomil Sikora za společnost RMT s. r. o.
MAPA – Zmenšený obraz povrchu Země
Projektování bodových polí, trendy budování bodových polí
14. Laserové skenování (letecké a pozemní)
Vytyčení polohy - metodika, přesnost
Geodézie v pozemním stavitelství
Kristýna LEIMEROVÁ Katedra geoinformatiky
Úvod do 3D skenování Ing. Tomáš Křemen, Ph.D.
Mikrovlnné systémy Bc. Jindřich Poledňák. mikrovlnné záření vlnová délka: 1mm – 1m od 70. let 20. století pro dálkový průzkum se využívají vlnové délky.
Jednosnímková metoda rovinaté území Jednosnímková metoda  rovinaté území Výškově členité území  ??? 7Digitální ortofoto Digitální ortofoto ortofoto v.
Příprava plánu měření pro přírubu
Inerciální měřící systémy
, Brno Připravil: Ing. Jaromír Landa LIDAR.
Sítě 2000 Okresní úřad Hodonín geografický informační systém.
Autor: Jakub Dubrovský www:  Analýza procesu kontroly silnic  Získat data z GPS  Zobrazit data na mapě  Odesílat data do GPS  Vytvoření.
Problematika lavin Lavinu lze definovat jako každý náhlý a rychlý sesuv sněhové hmoty na dráze delší jak 50m. Sesuvy na kratší vzdálenosti se nazývají.
Potenciál zařízení Black Box pro posouzení dopravních nehod
Geoinformační technologie Geografické informační systémy (GIS) Výukový materiál pro gymnázia a ostatní střední školy © Gymnázium, Praha 6, Nad Alejí 1952.
Blízká fotogrammetrie
MISYS ČVUT v Praze Geografické informační systémy Zpracoval: J.Marák.
Dohledová aplikace Nature Inspired Technologies Group (NIT) - Katedra kybernetiky Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze
Archeologie a GIS Jan Mařík Archeologický ústav AV ČR, Praha, v. v. i.
Snímeksnímek bezměřítkaorientace obraz bez přesného měřítka a orientace překreslený snímek překreslený snímek směřítkemorientací obraz s přesným měřítkem.
Datová fúze satelitní navigace a kompasu
Výzkum uplatnění dat laserového skenování v katastru nemovitostí
Tvorba mapy pro orientační běh s použitím GPS
Fotogrammetrie se zabývá zjišťováním geometrických a polohových informací z obrazových záznamů, nejčastěji z fotografických snímků. Využití:  Kartografie:
Řešitel: Fialík Ondřej Vedoucí práce: Ing. Stankovič Jan Ph.D.
Zpracování záznamů GPS dispečerských vozů DPO Vedoucí projektu : doc. Ing. Petr Rapant, CSc. Zpracovává : Radim Balon, G363 Vysoká škola báňská – Technická.
Modelování hluku ze silniční dopravy v oblasti městské zástavby
Navigace a mapování pomocí GPS
Autor: Lukáš Kalousek Vedoucí projektu: Dr. Ing. Bronislava Horáková
4 Základy - pojmy Střed promítání ,,O“ Hlavní bod snímku ,,H“ Konstanta komory ,,f“ Osa záběru Střed snímku ,,M“ Rámová značka (měřický snímek) Úvod do.
COGAIN 2009 Možnosti řízení invalidního vozíku. Systém řízení vozíku  Rozdělen do několika částí  Část pohonu Motor pohonu Senzory ujeté vzdálenosti.
Petr Junek Laboratoř DPZ, Katedra mapování a kartografie
1 Mapy s dopravními informacemi pro WAP Bc. Aleš Daněk – G269 Vedoucí projektu Ing. Jan Růžička Ph.D. Zadavatel firma CAD programy – Ing. Jan Vlčinský.
ZÁKLADY GEOINFORMATIKY
Digitální aerotriangulace v aplikaci pozemní fotogrammetrie
Program přednášky fotogrammetrické metody laserové skenování
GIS prostoru haldy a.s. NH Ostrava
Metody vytváření biomechanického modelů
Postup zpracování projektu Kaplička v Mrzkovicích
Geografické informační systémy pojetí, definice, součásti
1 Fotogrammetrie - úvod Proč?? Co ?? Jak?? snímek mapa.
Obsah prezentace Princip fungování Technické parametry Proces realizace Závěrečné zhodnocení 4.
ZEMĚMĚŘICKÝ ÚŘAD Letecké měřické snímkování a ortofotografické zobrazení území ČR Plzeň Petr Dvořáček.
BU51 CAD systémy RNDr. Helena Novotná. Obsah přednášek  Co potřebujeme z teorie  Ovládání a přizpůsobení AutoCADu (profily, šablony, pracovní prostory,
Grafické systémy II. Ing. Tomáš Neumann Interní doktorand kat. 340 Vizualizace, tvorba animací.
Název SŠ:SOU Uherský Brod Autor:Ing. Jan Weiser Název prezentace (DUMu): Navigační systémy Tematická oblast:Speciální elektrická zařízení motorových vozidel.
Workshop „Příklady dobré praxe“ 22. června Váhy pro kontrolní (úřední) vážení vozidel Váhy pro obchodní vážení vozidel a materiálu Představení společnosti.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní proud Předmět: Teorie dopravy Ing. František Lachnit, Ph.D.
Výškopis ● Vrstevnice -Vrstevnice je čára o stejné nadmořské výšce zobrazená na mapě. – Interval i = M / 5000 – Hlavní, vedlejší.
Geografické informační systémy
Lucie Mališová 1. ročník N GK-KART
Laserové skenování 3D záznam tvarů objektů dopadem laserového paprsku na předmět a detekce odraženého záření – intenzita a směr, složení obrazu z velkého.
Dokumentace památkových objektů
Číslicové měřící přístroje
ZEMĚMĚŘICKÝ ODBOR PARDUBICE MAPOVÁNÍ NOVÉHO VÝŠKOPISU ČR
Transkript prezentace:

MOBILNÍ MAPOVACÍ SYSTÉMY (= mobilní skenovací systémy) Diplomový seminář HE18 Klusoňová Pavla

MOBILNÍ MAPOVACÍ SYSTÉMY (MMS) systémy se objevily po roce 2000 aplikace pro rychlý a efektivní sběr geoinformačních dat (pro potřeby mapování nebo GIS aplikace) využíváno především v zastavěných částech území, kde dochází k rychlým změnám infrastruktury budov, silnic atd., a které není možné dostatečně efektivně zachytit tradičními metodami Základní skladba zařízení pro určování polohy MMS a pro georeferenci dat ze senzorů: řídící jednotka GNSS přijímač IMU externí odometry připojené ke kolům vozidla Mezi taková zařízení patří především různé typy digitálních kamer a laserových skenerů. Významné mapovací společnosti: Google, Tele Atlas, NAVTEQ

Ukázka konfigurace: GPS IMU DMI = snímač otáček kola

LASEROVÉ SKENOVÁNÍ Laserové skenovací systémy umožňují s mimořádnou rychlostí, přesností, komplexností a bezpečností: bezkontaktní určování prostorových souřadnic 3D modelování, vizualizaci složitých staveb a konstrukcí, interiérů, podzemních prostor, libovolných terénů atp. Nasnímaný objekt může být pomocí softwaru zobrazen ve formě mračen bodů, na jejichž základě může být vytvořen model objektu, který lze převést do CAD systému. Většina skenovacích systémů využívá nejmodernější pulsní laserovou technologii pro měření délek a určuje polohu bodů prostorovou polární metodou.

PRINCIP SKENERŮ

LASEROVÉ SKENOVÁNÍ POZEMNÍ (Terrestrial laser scanning – TLS) fixovaná pozice během skenování LETECKÝ (Airbone laser scanning – ALS) nesený letadlem (Fixed Wing), vrtulníkem (Rotor Wing), UAV (Unmanned Aerial Vehicle) MOBILNÍ (Mobile laser scanning – MLS) nesený automobilem, čtyřkolkou, lodí, drezínou,…

MMS IP-S2 TOPCON FIRMY: RIEGEL LASER MEASUREMENT SYSTEMS OPTECH INC MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION TOPSCAN 3D MAPPNG SOLUTIONS

PRINCIP MMS Nosič laserového skeneru se pohybuje po nelineární trajektorii, pro správné určení polohy podrobných bodů je třeba znát pro každý okamžik měření přesnou polohu nosiče a směr měření. Tyto informace se zajistí pomocí GNSS a IMU technologie. Zcela zásadně záleží na přesnosti IMU jednotky. Je – li nosičem letadlo nebo automobil je v současné době téměř jedno, ale je jasné, že automobil dělá rychlejší změny pohybu i směru jízdy. GNSS IMU IMU = zařízení obsahující pro inerciální navigaci gyroskopy a akcelerometry, které určují nezávisle na prostorové poloze senzoru jeho úhlové prvky vnější orientace vůči přijatému souřadnicovému referenčnímu systému

PROSTOROVĚ NAMĚŘENÁ DATA jsou určena na základě: PARAMETRY SKENERU Frekvence vysílaného laserového pulzu (př.: f= 100 kHz → 100.000 bodů za sekundu) Směr a rozsah vysílaného paprsku (určen vnitřním systémem laseru případně otáčením celého přístroje kolem svislé osy) ČASOVÉ A PROSTOROVÉ ROZLIŠENÍ (nastaveno pro dané skenování) RYCHLOST VOZIDLA V současnosti se používají desítky paralelních skenovacích jednotek, které jsou zacíleny do všech stran – eliminují tak případné nepokryté oblasti, zvyšují počet nasnímaných bodů a přesnost Skener Sick LMS 291, vějířovitý vzor naměřených bodů

DIGITÁLNÍ ZOBRAZOVACÍ ZAŘÍZENÍ Pro snadnější interpretaci dat získaných skenery je vhodné mít i odpovídající obrazový záznam. K získání digitálního obrazového záznam je nutné integrovat digitální fotoaparáty či kamery do mobilních systémů a zajistit jejich přesnou synchronizaci se systémy GNSS a IMU. V současných systémech se používají zobrazovací zařízení, která jsou vybavena více objektivy a mohou tak snímat v panoramatickém či sférickém záběru (360°). Díky tomu je každý bod zachycen na více snímcích z různých úhlů. Výrobci: Sony, Hitachi, Toschiba, IMC, Pelco Ladybug3 Dodeca 2360

V mobilních mapovacích systémech jsou k dispozici dva observační režimy: STATICKÝ (“stop-and-go“) Na vozidle je namontován jeden nebo více skenerů. Během doby skenování se pozice a orientace skeneru nemění. Po skenování se vozidlo přesune a pořídí se další sken. Poloha každého mračna bodů je určena v místním souřadnicovém systému, který má 6 (nebo 7) stupňů volnosti: 3 souřadnice referenčního bodu skeneru (počátek SS), 3 úhly rotace os (popřípadě změnu měřítka). Registrace a georeferencování každého mračna bodů může být založeno například na IPC (interační algoritmus nejbližšího bodu) algoritmu v kombinaci s prostorovou podobností transformací založenou na VL se známými souřadnicemi v globálním SS. KINEMATICKÝ(“on-the-fly) Vozidlo se pohybuje po trajektorii bez zastavení a laserový skener skenuje nepřetržitě v rovinném profilu. Každý skenovaný bod je v individuálním SS a proto je nutné sledovat okamžitou polohu referenčního bodu skeneru a orientaci os skeneru v globálním systému s vysokou přesností a časovým rozlišením. Určení polohy pomocí GPS pro MLS je v městském prostředí omezeno a v případě aplikace interiéru (tunely, rozlehlé haly) nemožné kvůli nedostupným GPS satelitům.

POŘIZOVÁNÍ DAT Pro sběr dat musí být všechny senzory propojeny s operačním systémem pracujícím v reálném čase. PC (notebook) slouží jako hostitelský server pro počítadlo reálného času a pro ukládáni dat. Proces sběru: Příprava MMS = inicializace všech použitých senzorů (otočení skeneru na určenou orientaci) Pořizování dat = naměřená data jsou spolu s informací o čase zaznamenána a uložena na PC do databáze měření Ukončování = systém musí být zastaven

PRŮBĚH ZPRACOVÁNÍ Matematický algoritmus kombinuje synchronizované informace ze všech senzorů, potřebných pro prostorové referencování k odvození trajektorie skeneru a orientace os ve zvoleném referenčním systému. K prostorově-časovému referencování se často používá filtrování a vyhlazovaní dat (Kalmanův filtr) tak, aby měření vyhovovalo účelu měření trajektorie. Vizualizace mračna bodů se využívá pro první rychlou kontrolu naměřených dat a je nezbytná pro další zpracování. Mračna bodů jsou ukládána ve formě dlouhých seznamů souřadnic (X, Y, Z) případně s dalšími atributy jako je intenzita a úhel odrazu. POST-PROCESSING (následné zpracování/ úprava dat) Přiřazení dat do požadovaného SS (pouhé převedení do cílového SS) Eliminace nepotřebných či chybových dat - chyby vznikají v závislosti: na atmosférických podmínkách hustý déšť, mlha či sněžení mohou způsobit odraz laserového pulzu dříve než dosáhne měřeného povrchu

VIZUALIZACE - RASTROVÉ OBRAZY Laserová data mohou být převedena do rastrového obrazu. Možné je zobrazit mračno bodů přímo pomocí bodových rendrovacích metod. VÝŠKOVÉ OBRAZY Tvorba ve třech krocích: Definice mřížky obrazu (velikost pixelu) Určení výšky pro každý pixel Transformace výšky na hodnotu šedé nebo barevné škály Výška je definována jako funkce výšky bodů v rámci pixelu (např: průměr, medián). STÍNOVÉ OBRAZY Vhodný pro vzualizaci lokálních výškových změn, jako jsou střechy budov. OBRAZY INTENZITY K tvorbě obrazu se používá amplituda odraženého laserového pulsu.

OBRAZY HUSTOTY BODŮ Určují se prostým sčítáním bodů v rámci pixelu. BODOVÉ RENDROVÁNÍ Bodová mračna lze procházet přímo pomocí prohlížečů mračen – kromě souřadnic X, Y, Z je umožněno zadat i velikost bodu (v pixelech), barvu a normálu bodu. Normály mohou být dodány společně s body jako výstup skenování nebo se odhadnou později v kroku předzpracování.

Ukázka výstupu

ASPEKTY MOBILNÍHO LASEROVÉHO SKENOVÁNÍ Podrobné zaměření polohopisu a výškopisu snadné generování DMT rychlé a přesné získání podkladů pro projektové práce možnost kombinace s dalšími mapovými podklady (např. s katastrální mapou) okamžitá kontrola průběhu vlastnických hranic Možnost sledování (monitoring) postupu stavebních prací Zaměření stávajícího stavu staveb Sledování změn v okolí komunikace (půdní eroze, skalní sesuvy, růst vegetace,…) Vyhledávání a lokalizace objektů (překážek) v blízkosti komunikací z pohledu bezpečnosti silničního provozu (např. reklamní poutače) Pasportizace dopravního značení

Zjišťování souladu katastrální mapy se skutečností

Využití MLS při dokumentaci stavu vozovky – snadné a rychlé využití naměřených dat

KLADY A ZÁPORY Rychlost vyhodnocení 1-2 km za 1 den + Cena takto získané mapy je poloviční oproti klasicky zaměřené + Přesnost a detailnost mapy je mnohem větší Mapování pouze toho „co je vidět z komunikace“ Případně nutné doměření jinou metodou

PROJEKT D11 (Praha – Hradec Králové) Vzhledem k tomu, že se od roku 2009 začalo provádět ALS středního pásu Čech, projekt VaV MD ČR se zaměřil na laserové skenování objektu právě v této předpokládané části naší republiky tak, aby bylo možno data porovnat a případně kombinovat. Firmou Geovap Pardubice (která zajišťuje v kooperaci s belgickou firmou MLS) byla nasnímána dálnice D11. Celkem bylo provedeno více jízd po dálnici (tam a zpět a ještě jednou pro eliminaci zakrytých prostor – např.: automobily a povětrnostních podmínek)

PROJEKT D11 Využit byl špičkový systém LYNX – parametry: Běžný skenovací den: 3 miliardy bodů Uliční fronta v zástavbě: 40-80 km/den liniové trasy mimo zastavěné oblasti: až 100km/den dálnice a rychlostní komunikace až 120km/den za 1 den byl zaměřen celý úsek dálnice D11 – 2x tam a zpět LYNX na terénním voze a vnitřní jednotka

PROJEKT D11 SNÍMACÍ HLAVY SKENERŮ LYNX pokrytí 360° rychlost otáčení 9000 otáček/min výstup: 200 000 pulsů/sec měření až 4 odrazy/puls třída 1.bezpečnosti laserového záření neviditelný svazek paprsků dosah až 200 m zaměření pásu o šířce 400 m

Ukázka výstupu z MLS v porovnání s ortofotem, dálnice D11.

DĚKUJI ZA POZORNOST