Ugrás a tartalomhoz

Geodézia 15., Automatizáció a terepi adatgyűjtésben

Tarsoly Péter (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

• Képalkotó mérőállomások

• Képalkotó mérőállomások

A korábbi modulok során bemutattuk a hagyományos terepi adatgyűjtés automatizálását a mérőállomások folyamatos fejlődésével. Láttuk, hogy közel egyidőben, bár sokáig egymástól függetlenül, zajlott a távolságok meghatározásának, valamint a körleolvasások újszerű megoldása. Ezt követte a terepi mérésvezérlés, adattárolás, illetve a terepi feldolgozás korszerűsítése. A CCD technika megjelenése tette lehetővé az irányzás automatizálását, ezzel együtt az „egyemberes” robot mérőállomások megjelenését.

A videotechnikából ismert CCD (CMOS) szenzorok mérőállomásba integrálása azonban további érdekes fejlesztési lehetőséget jelentenek. Ezek a mérőállomások akár egyszerű földi fotogrammetriai kiértékelésre is alkalmasak a beépített fényképezőgép (videokamera) segítségével.

15-1 ábra Képalkotó mérőállomás, és kijelzője

A fényképek (videojelek) felhasználási lehetőségei mérőállomásoknál:

  • lehetőségünk van a durva irányzás elvégzésére a mérőállomás képernyőjén látható videojel segítségével, ezáltal a részletmérés meggyorsítható,

  • robot mérőállomásnál a videojel általában megjeleníthető a mérőállomás kijelzőjén kívül a távvezérlésre használt távirányító képernyőjén is. Ez jelentősen megkönnyíti az egyemberes felmérést,

  • a bemért részletpontokkal együtt eltárolható a róluk készített fénykép, jelölve a szálkereszt, ezáltal a ponthely számított helye,

  • további lehetőséget jelent a kódolás megkönnyítésére, hogy a képeket vázlatrajzokkal kiegészíthetjük, illetve további attribútum adatokat csatolhatunk hozzájuk,

  • fotogrammetriai kiértékelés.

A fényképek (videojelek) forrása lehet:

  • a közvetlenül a mérőállomás távcsőjébe integrált kamera,

  • néhány gyártónál lehetőség van saját fényképezőgéppel készített felvételek felhasználására.

Ez utóbbi használatának előnye, hogy nagyobb felbontású, és kisebb elrajzolású felvételeket is használhatunk kiértékelésre, mint amit általában az integrált kamera biztosítani tud.

A képalkotó mérőállomásoknál a kódolás egyszerűsítése mellett, műszaki szempontból, talán a fotogrammetriai kiértékelés lehetősége tartogat további fejlesztést. Ezzel kapcsolatban a következőket kell megemlíteni: ezek a kamerák fotogrammetriai szempontból természetesen nem metrikus kamerának minősülnek, azaz nem ismert a belső tájékozásuk (Tóth et al., 2005.). A kamerában nincsenek olyan mechanikusan is kialakított referencia jelek (keretjelek), melyek a képkoordináta rendszer visszaállítását lehetővé tennék. Nem ismert az objektív vetítési centrumának és a képsíknak a távolsága (kameraállandó), sem talppontjának helyzete a képsíkon. Nem ismertek továbbá az objektívek általában igen jelentős elrajzolás értékei sem. Annak érdekében tehát, hogy az ezzel a kamerával készített képekből metrikus adatokat lehessen előállítani, a kamera belső tájékozását meghatározó paramétereket előzőleg a kellő pontossággal meg kell határozni.

Ezeket figyelembe véve, ha a munkaterületről több állásból készítünk kiértékelésre alkalmas felvételeket, akkor (természetesen a külső tájékozási paraméterek ismeretében) elvileg lehetőségünk van újabb –esetleg a mérésből kimaradt- pontokat meghatározni. Ezt a lehetőséget –nehézkessége miatt- a gyakorlatban ritkán alkalmazzák, eltekintve egyéb geometriai adatok: átmérő, szerkezeti vastagság stb. meghatározásától.

Ezzel szemben ennek inverz feladatát: azaz a mért tárgypontok képkoordinátáinak számítását, azaz a mért pontok „rávetítését” a fényképre, videojelre sok képalkotó mérőállomás terepi mérésvezérlés programja támogatja. A feladat megoldásához a képkoordináták és a pont tárgykoordinátái közötti, a fotogrammetriából jól ismert összefüggést használhatjuk:

15-1. egyenlet Kapcsolat a kép és tárgykoordináták között

Ahol a belső tájékozás ismeretlen elemei, a felvételi centrum koordinátái a tárgykoordináta-rendszerben. a forgatási mátrix megfelelő eleme. Természetesen megfelelő számú illesztőpont mérésével a külső, belső tájékozás ismeretlen paraméterei számíthatóak. Ismert tájékozási adatokkal pedig már számítható tetszőleges tárgypont képkoordinátája.

(Megemlítjük, hogy a gyakorlatban a fenti összefüggés helyett gyakran az ún. Direkt Lineáris Transzformáció (DLT) segítségével teremtik meg a kapcsolatot a tárgykoordináták, illetve a kép (komparátor) koordináták között.)

A mért pontokat a fényképre (videojelre) vetítve már a terepi adatgyűjtés során lehetőségünk van a mért pontok ellenőrzésére.