Применение цифровой наземной стереосъемки.

Узнав о возможности применения обычных цифровых камер в наземной стереосъемки я подумал о том, что это достаточно перспективная область ее применения в получении пространственных координат, построении по результатам съемки 3D – моделей объектов. Этот способ я пытаюсь сравнивать с лазерным сканирование, т.е. способ который при решении некоторых задач смог бы заменить более дорогостоящий.
Достоинства:
1) Это возможность использования не дорогостоящего оборудования;
2) Это оперативное определение массива пространственных координат;
Я понимаю что этот метод является менее оперативным, более трудоемким в плане полевых , особенно камеральных работ, по отношению с лазерным сканированием. Однако когда использование сканеров невозможности из-за причин их стоимости и неокупаемости системы то выбор лежит только на использование цифровой стереосъемки.
Поставленная мной задача заключается в определении объемов горных пород в конусах, применяя способ цифровой наземной стереосъемки, с использованием обычных цифровых фотоаппаратов.
Как возможно подробно я опишу видение решения поставленной задачи, а вы помогите своими предложениями, поправите если что ни так.
1) Необходимое оборудование: электронный тахеометр, цифровая зеркальная камера.
Интересует вопрос: какой критерий выбора цифровых камер?
2) Калибровка цифровых камер: есть некоторые специальные программы, так например для Canon с использованием родных объективов есть возможность частичного устранения дисторсии со снимка. Достаточно ли такой калибровки камеры или необходима более тщательное нахождение величин дисторсии объектива? Где эту калибровку возможно выполнить, возможная стоимость?
3) Имея съемочную основу и откалиброванный фотоаппарат принимаюсь к съемки объекта. Имея необходимое количество стереопар мне их нужно как-то объединить. Необходимо ли мне для каждой стереопары, определять координаты 4 точек для их ориентирования??? Какие программы позволяют сшивать все стереопары воедино??? По сшитым стереопарам могул ли я определить координаты (X,Y,Z) каждого пикселя, облако точек???
4) Построение цифровой модели объекта и подсчет объема объекта. Какие программы позволяют это выполнить???
Вот так я вижу весь процесс , что подскажите, прокомментируйте все этапы, я надеюсь на ваше взаимопонимание, заранее благодарен за ваши ответы, советы.

 

Копать тут: http://geodesist.ru/forum/topic.php?forum=4&topic=15

В конце этой темы ты найдешь ответы на многие свои вопросы. Да и начало будет не лишним почитать...

 

Щас гляну спасибо за помощь....

 

Делимся огпытом, своими знаниями, ну очень интересует данный вопрос

 

С фотоаппаратом нужно подождать. Давно не было обновления. Должен быть рывок в разрешении снимков. Хотя для бытовых целей производители могут посчитать разрешение в 10МПкс вполне достаточным (что наверное и происходит).
Откалибровать камеру можно и нужно самому.
Я для этого использовал RasterDesign (навесок на Автокад для работы с растром), потому что с ним работаю. Есть эта возможность, даже более продвинутая, в Photomodeler.
С помощью Photomodeler можно по снимкам строить 3D модель и экспортировать её в Автокад. В самой Photomodeler объём тоже считается, но не совсем корректно, да и не чертёжная это софтина.

 

При калибровке обязательно нужно определить: точное значение фокусного расстояния, главную точку + дисторсия. Высокоточную делают в Москве на кафедре фотограмметрии МИИГАиК. Которая стоит около 500$. Вы думаете что камера в 10Мпикс, годна только для бытовых целей, если ее откалибровать то ее в полне хватит. для большого круга задач.. вот ссылочку можете посмотреть
http://www.racurs.ru/?page=321
(Я если чесно впечатлен, неожидал такой точночсти)
Спрашивается чего ждать с фотоаппаратом, если они уже широко используются???

 

Какие страшные для непосвящённых названия параметров. Это всё наверное определяется физически и какими-то уникальными загогулинами, имеющимися только у кафедры фотограмметрии МИИГАиК?
Нет!
Всё это определяет софт (которого немало), после обработки снимков базисной модели (я, например,такую напечатал на плоттере). Более того. В большинстве фотограмметрического софта это одна из стандартных функций. Это информация для форумчан желающих на любительском уровне попробовать использовать свой цифровичок в работе. Чтоб не спешили нести денюжки калибровщикам.
Но если хотите сертификат, нет лицензионного софта и есть 500$, тогда можно и кафедру фотограмметрии поддержать.

По поводу разрешения бытовых цифровиков и получаемой точности с их использованием. Надо определиться с целью. Если это съёмка метровой статуи (статья по приведённой ссылке) с расстояния 2-3 метра, то 3-хмиллиметровая точность норма. И чего ждать от прогресса, когда о таких работах и речь?

 

На счет калибровки я с вами полностью согласен, что нужно постараться ее сделать собственными силами, причем материал который описывает как это все выполняется есть (теория+стенд). Я наверно выполнил калибровку эту в Photomodeler 6, елси не демка была, а достать 5,6 версию реально, бесплатно естественно???

Дело в том, что я хотел бы применять фотоаппарат для целей маркшейдерии, и сразу передомной такая проблема, что я в принципе не могу определить характеризующие точки на двух снимках ( елси рассматривать это в photomodeler), приходиться их маркировать, что не очень уж удобно.... Как же борятся с этой проблемой, когда например используют стереорижим с использованием спец. мониторов в фотограмметрических ПО, у них эта проблема отпадает????

Идеотское решение ну все же, использовать пейнтбол в целях маркировки характерных точек... =)))) Зато лазить никуда не надо... =)))
Всеж хочеться этот способ как-то привязать, ведб приимущества на лицо, меньше полевых работ больше камеральных, большая детальность, не надо вести абриссы ( могут конечно и исключения), относительно не дорогой способ, достаточно широкий круг работ и многое другое.......

 

связующие точки на стереопарах необходимы, наличие стереомонитора не спасет, эти самые так называемые связующие точки должны однозначно определяться на снимках составляющих стереопару. при использовании фотограметрического софта, при условии что снимки будут иметь внешнюю ориентацию, этот процесс может быть частично или полностью автоматизирован(скорее частично)

 

И придётся делать не один раз (что опять же зависит от требуемой точности). А если ещё учесть, что будет приобретаться бытовой фотоаппарат с выдвигающимся объективом (зумом) и подвешенной матрицей аля "антишейк".

Как уже сказал zero связующие точки необходимы для взаимного ориентирования фотоснимков. На разных фотоснимках находите эти точки, а ими могут быть пересечения трещин, швов, выступы и прочее или ваши марки, и указываете в обрабатывающей софтине для взаимного ориентирования снимков. Только после их взаимного ориентирования можно наблюдать стереоизображение и работать с ним.
Некоторые программы, например тот же Photomodeler, при использовании маркеров может автоматически их определять и взаимно ориентировать снимки. Но при больших объёмах (я пробовал 4 снимка из примеров программы) обработка ведётся достаточно долго.

Почему бы и нет? Если поверхности однородные.
И распознавать же вручную.

P.S. Мне вот интересно стало, какие задачи в маркшейдерии вы собрались решать обсуждаемым способом?

 

Для интереса выложу пробу трансформации нарочито криво сделанного снимка фасада. Пример к стереосъёмке не имеет отношения, но всё же...


Это оригинальный снимок.


Это снимок после освобождения от искажений (по калибровочному файлу камеры).


А это транформированный (по опознанным точкам).
Его можно использовать для отрисовки фасада в AutoCAD.
Снимать размеры, использовать для заливки стен 3D здания.

 

[/q]
Это что получается, ошибки объектива, дисторсия изменяются с течением времени??? В принципе процесс калибровки в дальнейшем можно будет частично автоматизмровать... Вообще предполагаю что будет использоваться зеркальная камера, правда мне нужно будет обосновать выбор таких камер... Что подразумевается под "подвешенной камерой"???

Это опреративное определение объемов отвалов - в виде конусов ( которые в нектором приблежение имеют правильную форму), предполагая что бюджет на эту всю систему до конечного результата должен быть как можно минимален, но при этом конкурировать по точности с другими методами . Насколько оперативно чем быстрее тем лутше, не более 2 дней.

 

как маркшейдер с двумя уровнями образования (техник-маркшейдер и горный инженер), а также "битый" вольный стрелок, осмелюсь заметить, что съемочка тахеометром (хоть и взятым в аренду) в безотражаловке и то будет выглядеть более убедительной, чем подобная методика, тем более что речь идет о деньгах (достаточно больших, что бы шутить с ними..), да и Инструкцию по производству маркшейдерских работ еще никто не отменял... да и госгортехнадзор, кстати... (он, конечно, щас иначе называется... :) ) как посмотрит на подобное....
а так "цифра" для съемки фасадов - самое то... :) + (канешна) тахеометр с безотражаловкой.... кстати, для обработки фото хорошая программа Spotlight (аналог Raster`а), в отсутствие сканера А1, немало планшетов перещелкал.....

 

Согласен полностью, мне просто нужно знать возможно ли такое вообше сделать и воплотить это в жизнь, плюсы ведь тоже такой съемки есть, например меньше полевых работ. Если этот объем определяют с ошибкой 10%-15%, то есть над чем задуматься... Дело в том что я живу в Украине, дела с безотражательными тахеометрами обстоят не очень, тем более с лазерными сканерами, приходиться придумывать что-то новое... Если добится ошибки в 5% то это будет большой прогресс, что теоретически я думаю возможно, теперь это нужно осуществить...

 

karam 21 правильно всё сказал.
Этот вид работ легко выполняется применением безотражательного тахеометра. Так как форма отвалов правильная, то можно обойтись и обычным тахеометром.
А если его нет, то дела плохо.
Так как цифровика одного будет недостаточно. Всё равно необходим тахеометр или нечто подобное для координирования опознаков.

Объектив бытового цифровика имеет много подвижных частей. Соответственно параметры камеры будут меняться при разных включениях. Этими изменениями можно пренебречь. Но вопрос обратно в требуемой точности.
По поводу подвешенной матрицы аля "антишейк" наберите в гугле что-нибудь типа матрица антишейк или матрица anti-shake.

 

Как же решается эта проблема, например в Photomodeler 6, очень просто необходимо что-бы имелся базис на двух снимках и остальные положения точек мы сможем определить, пусть в условной системе координат, хотя можно и привязать ее... Получается что мы если описать поверхность по этим координатам мы получим ее действительный размер, и чем точнее он будет получен, чем точнее будет измерен базис, можно дать вторую жизнь инварным проволкам!!!!

 

Плохо, что берётесь за решение задач, с которыми на практике не сталкивались.
Объём считается между 2-мя поверхностями. Т.е. съёмки надо выполнять 2, в начале и конце отчётного периода. А как их увязать? А какие отчётные материалы предоставите?
Вопросы риторические.

P.S. Базис измерить инварными проволоками.
И теодолитом колышки позабивать...

 

Возможно, однако я же не собираюсь этот метод уже завтра и использовать, я хочу попытаться его реализовать и сделать вывод, что да как... Все плюсы и минусы, раньше был в диковинку лазерный сканер, всеб сказали а зачем он нужен, если можно по старому доброму способу тахеометром, да нет у него точность будет около 0,5%, в определении объема (сам не проверял). Почему сейчас все от наземных фотограмметрических методов открещиваются, ну кроме фасадов??? Да согласен опыта нет, но он прибудет в процессе, я же только студент, просто не хочиться сидеть на месте, а двигаться в ногу со времением...
Я как узнал с какой точностью у нас определяют объем 10%-15%, аж старшно стало... Они выполняю всего одну съемку, вместо необходимы двух (до и после), ниче все проходит, а отсчет??? Когда у нас в городе проблема с приборами, то нужно как-то крутиться...

[/q] Насчет базиса я имел ввиду что его утанавливаешь перпендикулярно снимкам, на которых должны иметься марки, это необходимо будет для масштабирования...

 

У нас на кафедре маркшейдерии сказали что используют программку Digital/Delta ver 5.0, сказали что достаточно не плохой продукт, позволяет обробатывать наземную стереосъемку... И цена радует около 400$... Скоро демку получу, правда нужен монитор с частотой не мение 100 Гц, со специальніми стереоочками...

 

Демку можно и отсюда скачать

http://www.geosystema.net/digitals/