Moderní automatizované měřické systémy použitelné k

Moderní automatizované měřické
systémy použitelné k přesné
dokumentaci nehod (principy
metod, přesnosti, jejich výhody a
nevýhody)
Karel Pavelka
ČVUT v Praze, FSv
Metody dokumentace dopravních
nehod
Základní dělení:
• Běžné dopravní nehody (drobné nehody)
• Závažné dopravní nehody (zranění či úmrtí,
velké hmotné škody)
• Nehody velkého rozsahu (ekologické škody,
letecké katastrofy, vlakové nehody, hromadné
havárie)
Běžně využívaná technologie:
nákres situace, fotodokumentace, základní
oměření situace (pásmo, měřické kolečko)
…u závažnějších nehod nedostatečná
podrobnost i přesnost
Exaktní metody
• Geodetické zaměření (pomalé)
• Klasická fotogrammetrie (pracné)
• Laserové skenování (drahé)
• Speciální metody …často ve vývoji
(GPS, panoramatické komory, zpracování videa,
MMS, řízené modely aj.)
Historie:analogová
stereofotogrammetrie
• SMK 5.5/0808 (Stereo
Messungs Kammer) základna
1200mm nebo 400mm).
• Lamegon 5,6/55 -pevně
zaostřeny (8m, 4m).
• Ve výbavě policie v 70.80.létech s měřickým vozem
Š1203
• Vyhodnocení obsahu na
speciálních strojích
Nedávná historie
réseau komory + analytické zpracování
Průseková fotogrammetrie vyhodnocení obsahu snímků na
počítači; nejznámější systém
RolleiMetric
Geodetické zaměření
• Elektronické teodolity – v současné době velká
automatizace
• Robotické – samonaváděcí, implementace GPS
• Přesnost mm-cm, dosah bezhranolového měření
délek přes 100m, typická cena 200-500tis.Kč
Pozemní fotogrammetrie
• Stereofotogrammetrie nebo průseková fotogrammetrie
• dnes se užívají kvalitní zrcadlovky
(cena 20-100tis.Kč)
• Nutnost provést kalibraci komory!
• Selektivní metoda sběru dat (vyhodnocujeme jen to, co
potřebujeme)
Stereofotogrammetrie
• Stereofotogrammetrie: pořizují se dvojice snímků s
rovnoběžnými osami záběru ze základny (typická přesnost u
blízké stereofotogrammetrie (5-20m) jsou cm; přesnost klesá s
kvadrátem vzdálenosti!
• Pro vyhodnocení obsahu je třeba speciální software a
technické doplňky pro stereovidění (stovky tisíc Kč)
Průseková fotogrammetrie
• Pořizuje se soubor snímků s konvergentními osami záběru
(typicky desítky snímků)
• Maximálně ekonomická – je třeba jen kalibrovaný digitální
kvalitní fotoaparát a software, např. Photomodeler (cena 30100tis.Kč)
• Pro určení měřítka výsledku stačí 1 delší měřená a dobře
definovaná vzdálenost
• Přesnost cm
Letecká fotogrammetrie
• Letecká stereofotogrammetrie je jedna ze základních
mapovacích metod
• Pouze pro větší oblasti (hektary až km2)
• Přesnost cm pro nízké nálety
• Nutno provést snímkový nálet a následné vyhodnocení
(nepříliš akční a drahé)
• Dnes již plně digitální
• Lze užít průsekovou leteckou fotogrammetrii (z vrtulníku – pro
účely dokumentace rozsáhlých nehod vhodné!)
Automatické vyhodnocení digitálních
snímků
• SIFT (Scale-invariant feature transform) - Automatické nalezení korespondencí mezi
dvojicí snímků
• Obdoba laserového skenování
• Vytvoří se mračno bodů na základě obrazové korelace ze snímků
• Rychlý vývoj (již dnes má automatickou extrakci mračna bodů modul ve
Photomodeleru)
Výsledek – obarvené mračno bodů
Propojení fotoaparátu
s kompasem a GPS
•Přípojné moduly s GPS a čtečkou čárových kódů – přímé určování
polohy při fotografování, možnost vložení do mapy
3D skenery
•Pro dokumentaci větších dopravních nehod je vhodná technologie
laserového skenování (pulsní nebo fázové skenery)
•Přesnost mm, dosah 30-100m, automatizovaná obsluha, složitější
vyhodnocení z důvodu velkého množství dat (stovky milionů podrobných
bodů)
•Neselektivní metoda, velká rychlost a podrobnost měření
•Cena 1.5-2mil Kč za skener + stovky tisíc Kč za software (nutné!)
Laserové skenery
Callidus CP3200
Trimble FX
360° x 270° záběr,
200000bodů/s,
Přesnost až 1mm,
dosah přes 60m, relativně
lehký – přenosný!
Leica ScanStation C10 : plné zorné pole 360° x
270°, vysoká přesnost, dlouhý dosah (300m při
90% odrazivosti) a vysoká rychlost (až 50 000
bodů za vteřinu)
Riegl LMS Z420i
Výsledky
laserového
skenování
http://www.laserscanning.org.uk/forum/viewtopic.p
hp?f=47&t=565
Jednofrekvenční GPS
Malé, výkonné, omezená přesnost (submetrová); cena 200tis.Kč a více
Sokkia - jednofrekvenční GPS/GLONASS
přijímač s vestavěnou anténou, elektronickým
kompasem a digitálním fotoaparátem pro
dokonalou dokumentaci měření. Pro dosažení
submetrové přesnosti v reálném čase lze využít
buď satelitních DGPS korekcí EGNOS, nebo se
lze pomocí integrovaného Bluetooth rozhraní a
mobilního telefonu připojit na síť
permanentních stanic.
Leica Viva Uno, 30cm přesnost v reálném čase
Trimble -GPS řady GeoExplorer 2008
sběr dat a tvorba GIS. Přesnost 30-50cm.
GeoXH 2008 , H-Star™ technologie umožňuje
okamžitou přesnost až 10 cm.
Vícefrekvenční GNSS
• GPS, Glonass, Galileo
• Přesnost mm-cm, horší určení výšek
• Cena stovky tisíc Kč
Panoramatické měřické komory
•Rychle se rozvíjející technologie, dnešní technologie
•dává obraz bez zkreslení, možnost prostorového
•Vyhodnocení při snímání alespoň ze dvou stanovisek
•Profesionální rotační komory jsou drahé – stovky tisíc Kč + sw
•Přesnost cm
http://www.absl.co.uk/index.htm
GigaPan
• Levná varianta panoramatické komory – je třeba kvalitní fotoaparát
a GigaPan head (850USD) + sw na spojení snímků (stitching)
Současné možnosti
3D vyhodnocení
• Systém PanoMetric (Trimble)
Recovering High Dynamic Range
Radiance Maps from Photographs
• HDR - soubor snímků s různou expozicí
Výsledek
spojení snímků
MOBILNÍ SKENOVACÍ SYSTÉMY
( MOBILE MAPPING SYSTEM)
• Laserové skenery, GPS/IMU
• Desítky milionů Kč, přesnost cm
MMS
• Geovap Pardubice (Lynx -Optech), Geodis Brno
Využití
Využití
Řízené modely
• Velký rozvoj v posledních létech; dostupnost
technologických součástí (INS, dálkové ovládání,
baterie, kamery aj.)
UAV (Schéma)
10,0kg
Parachute UAV
5,0 kg
Užitečné zatížení
Fixed wing
3,0 kg
Helicoptéra 2
takt
1,0 kg
Fixed wing
0,5 kg
Quattrocopter
Octocopter
0,3 kg
0,1 kg
1 ha
10 ha
100 ha
Záběr plochy
1000 ha
10000 ha
http://www.airfoilhelicams.coml
Dostupné datové podklady
Digitální ortofoto
•
•
•
•
Dnešní produkty mají velikost pixelu 25cm!
Vysoká kvalita i polohová přesnost
Celá republika, pravidelné letecké snímkování
Celorepublikové ortofoto od r.1999
Cca1950
Klášterec
nad Ohří
2004
FSv ČVUT 2004
FSv ČVUT 2010
Děkuji za pozornost.
[email protected]