Moderní automatizované měřické systémy použitelné k přesné dokumentaci nehod (principy metod, přesnosti, jejich výhody a nevýhody)

Transkript

1 Moderní automatizované měřické systémy použitelné k přesné dokumentaci nehod (principy metod, přesnosti, jejich výhody a nevýhody) Karel Pavelka ČVUT v Praze, FSv

2 Metody dokumentace dopravních Základní dělení: nehod 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)

3 Běžně využívaná technologie: nákres situace, fotodokumentace, základní oměření situace (pásmo, měřické kolečko) u závažnějších nehod nedostatečná podrobnost i přesnost

4 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.)

5 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 létech s měřickým vozem Š1203 Vyhodnocení obsahu na speciálních strojích

6 Nedávná historie réseau komory + analytické zpracování Průseková fotogrammetrie - vyhodnocení obsahu snímků na počítači; nejznámější systém RolleiMetric

7 Geodetické zaměření Elektronické teodolity v současné době velká automatizace Robotické samonaváděcí, implementace GPS Přesnost mm-cm, dosah bezhranolového měření délek přes 100m, typická cena tis.Kč

8 Pozemní fotogrammetrie Stereofotogrammetrie nebo průseková fotogrammetrie dnes se užívají kvalitní zrcadlovky (cena tis.Kč) Nutnost provést kalibraci komory! Selektivní metoda sběru dat (vyhodnocujeme jen to, co potřebujeme)

9 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)

10 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 tis.Kč) Pro určení měřítka výsledku stačí 1 delší měřená a dobře definovaná vzdálenost Přesnost cm

11 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!)

12 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)

13 Výsledek obarvené mračno bodů

14 Propojení fotoaparátu s kompasem a GPS Přípojné moduly s GPS a čtečkou čárových kódů přímé určování polohy při fotografování, možnost vložení do mapy

15 3D skenery Pro dokumentaci větších dopravních nehod je vhodná technologie laserového skenování (pulsní nebo fázové skenery) Přesnost mm, dosah m, 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!)

16 Laserové skenery Callidus CP3200 Trimble FX 360 x 270 záběr, bodů/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 bodů za vteřinu) Riegl LMS Z420i

17 Výsledky laserového skenování hp?f=47&t=565

18 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.

19 Vícefrekvenční GNSS GPS, Glonass, Galileo Přesnost mm-cm, horší určení výšek Cena stovky tisíc Kč

20 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

21 GigaPan Levná varianta panoramatické komory je třeba kvalitní fotoaparát a GigaPan head (850USD) + sw na spojení snímků (stitching)

22 Současné možnosti

23 3D vyhodnocení Systém PanoMetric (Trimble)

24 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs HDR - soubor snímků s různou expozicí

25 Výsledek - spojení snímků

26 MOBILNÍ SKENOVACÍ SYSTÉMY ( MOBILE MAPPING SYSTEM) Laserové skenery, GPS/IMU Desítky milionů Kč, přesnost cm

27 MMS Geovap Pardubice (Lynx -Optech), Geodis Brno

28 Využití

29 Využití

30 Řízené modely Velký rozvoj v posledních létech; dostupnost technologických součástí (INS, dálkové ovládání, baterie, kamery aj.)

31 Užitečné zatížení UAV (Schéma) 10,0kg 5,0 kg 3,0 kg 1,0 kg 0,5 kg Helicoptéra 2 takt Parachute UAV Fixed wing Fixed wing 0,3 kg 0,1 kg Quattrocopter Octocopter 1 ha 10 ha 100 ha 1000 ha ha Záběr plochy

32

33 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

34 Cca1950 Klášterec nad Ohří 2004

35 FSv ČVUT 2004

36 FSv ČVUT 2010

37 Děkuji za pozornost.