Studentká konference SVK - 2014 Výledky vývoje autonomní mapovací vzducholodě Ing. B. Koka, Ph.D., Ing. J. Jon Katedra peciální geodézie, Fakulta tavení, Čeké vyoké učení v Praze, Thákurova 7, Praha 6, ABSTRAKT V přípěvku je předtaven potup a výledky určení vnější kalirace liniového laerového keneru využitím exteriérového kaliračního pole velkého rozahu. Prolematika je oučátí projektu Autonomní mapovací vzducholodě (Autonomou Mapping Airhip AMA), jehož cílem je vytvoření mapovacího ytému e pecifickými vlatnotmi vhodnými pro efektivní mapování tředně rozáhlých olatí (jednotky až deítky čtverečných kilometrů za den). Jako noič yla použita vzducholoď, která má pecifické vlatnoti ve rovnání jinými noiči. Nejvýznamnější vlatnoti jou vyoká užitečná nonot (15 kg), dlouhá doa letu (3 hodiny), vyoká provozní ezpečnot a pecifické letové charakteritiky jako tailita letu z hledika virací a možnot letu nízkými rychlotmi. Vyoká užitečná nonot umožňuje použití kvalitních enzorů, jako je profeionální infračervená kamera Flir SC645, kvalitní digitální kamera ve viditelném pektru, INS/GPS enzor imar itracerrt-f200 taktické kategorie a liniový laerový kener Sick LD- LRS1000. Kalirace je založena na přímém laoratorním měření délkových odazení (lever-arm) a polním určení zytkových úhlových odazení (ore-ight). Výpočet úhlového odazení je založen na minimalizaci čtverců vzdálenotí jednotlivých zaměřených odů mračna od rovinných povrchů. 1. ÚVOD Bezpilotní letecké mapování naývá v poledních letech prudce na popularitě zejména z důvodu pokleu cen ezpilotních leteckých protředků a pokrokům ve 3D rekontrukci z fotografií. Výledky 3D rekontrukce z fotografií e rozlišením a přenotí přiližují laerovému kenování v některých případech. Přeto má moilní laerové kenování tále výhodu ve polehlivoti a jednoduchoti zpracování naměřených dat. Z těchto důvodů yla vyrána vzducholoď jako nejvhodnější noič chopný unét laerový kener a nutné přílušentví. Reálná náplň projektu AMA může ýt rozdělena do několika čátí. Jedná e o vývoj vzducholodi včetně autonomního ovládání, (vnitřní) kaliraci jednotlivých enzorů např. [1], čaovou ynchronizaci enzorů [2] a geometrickou kaliraci vzájemných protorových vztahů enzorů. Tento dokument e zaývá poledním uvedeným předmětem vývoje - geometrickou kaliraci vzájemných protorových vztahů enzorů. V tomto případě konkrétně pracujeme pozičním enzorem INS/GPS imar itracer F200 a jeho protorovým vztahem ke kenovací jednotce Sick LD-LRS1000. Předmětem kalirace je určení zytkových úhlových odazení (ore-ight) a délkových odazení (lever-arm). Délkové odazení je definováno jako poun počátku ouřadnicového ytému enzoru od počátku ouřadnicového ytému INS/GPS (vyjádřený v ouřadnicovém ytému INS/GPS). Délkové odazení může ýt měřeno dotatečnou přenotí (jednotky milimetrů) přímo neo nepřímo laoratorně. Zytkové úhlové odazení je rotační odchylka mezi kutečným ouřadnicovým ytémem enzoru a jeho přiližně známou orientací (přiližná orientace je uď známa z návrhu aneo přiližně přímo změřena) a reprezentuje náročnější úlohu. Exituje několik knih např. [3],[4],[5],[6] a vědeckých přípěvků na téma kalirace leteckých měřických přítrojů. Literatura je výrazně více frekventovaná v případě kamer než laerových kenerů, protože letecká fotogrammetrie má delší tradici a přítrojové vyavení je ovykle dotupnější. Přípěvky [7],[8],[9] yly tudovány v našem projektu. Situace je prolematičtější v případě laerového kenování, protože je znám pouze jeden ytém [11], u kterého yly zveřejněny detaily kalirací. Vývojáři komerčních leteckých kenovacích ytémů (např. polečnoti Leica, Riegl, Optech, ) z ochodních důvodů detaily vých kaliračních potupů nezveřejňují. Pracovali jme zejména přípěvky [10] (a kniha [3] kapitolou 3 od tejných autorů) a [11], které popiují ytém Helimap a jeho kaliraci a přípěvkem [12]. Sytém Helimap yl vyvinut v EPFL - Swi Federal Intitute of Technology Lauanne. 2. TECHNOLOGIE Autonomní mapovací vzducholoď (dále AMA - Autonomou Mapping Airhip) je mapovací ytém e pecifickými vlatnotmi vhodnými pro efektivní mapování tředně velkých olatí (jednotky až deítky čtverečných kilometrů za den). Sytém y měl ýt vhodný k použití zejména pro olati příliš velké pro klaické geodetické měření GNSS aparaturou neo totální tanicí a příliš malé pro použití pilotovaných leteckých protředků z hledika přenoti a ekonomičnoti. Jednotlivé oučáti ytému umožňují např. vytváření termometrických georeferencovaných map, 1/11
Studentká konference SVK - 2014 mapování nepřítupných neo neezpečných olatí (kládky, povrchové doly), ěr dat pro modelování zatavěných olatí. Z těchto důvodů je platforma vzducholodi vyavena laerovým kenerem, kamerou ve viditelném pektru (dále VIS), termo kamerou a INS/GPS enzorem, pro určování vnější orientace platformy. Výledná aolutní přenot výtupů ze ytému je podle jejich typu 5-10 cm (měrodatná odchylka) náhodnou ložkou nižší než 5 cm. Tato přenot je nižší než u klaického geodetického měření, ale výrazně vyšší než u odoných ytémů na pilotovaném leteckém protředku. Z hledika vlatnotí (přenot, rychlot ěru dat) je ytém podoný jako pozemní moilní kenovací ytémy, od kterých e liší zejména terénní dotupnotí. Podronější informace o projektu AMA jou uvedeny například v pulikaci [2]. Výěr vzducholodi jako noiče yl založen na našich pecifických požadavcích jako je vyoká užitečná nonot, dlouhá doa letu, ezpečnot (v případě poruchy nehrozí neezpečí prudkého pádu, vzducholoď je o několik kilogramů těžší než vzduch a proto y měla plynule klenout ez ohrožení zdraví lidí a vyavení) a letové charakteritiky (tailita letu z hledika virací a možnot pomalého letu). Vzducholoď ACC15X yla vyroena polečnotí airhipclu.com a je 12 metrů dlouhá maximálním průměrem alónu 2.8 metru, ojem alónu je 57 m 3 a provozní plyn je helium. Základní provozní rychlot je 30 km/h, maximální 55 km/h, výšková dotupnot je 1000 m. Pohon je realizován dvěma potranními elektromotory vrtulemi. Vzducholoď je napájena enzínovým motorem generátorem, který zaezpečí napájení na přiližně 3 hodiny. Orázek 1. Autonomní mapovací vzducholoď AMA 2.1 Měřicí platforma Měřicí platforma yla navržena a optimalizována peciálně pro zavěšení na vzducholodi. Její oučátí je mechanicky tlumený (tahovatelná teflonová vložka) gravitační Cardanův závě. Má modulární návrh, který umožňuje použití různých enzorů ve vhodných pozicích. Jediným limitním faktorem pro enzory je hmotnot, která je dána užitečnou nonotí vzducholodi. Cardanův závě yl zvolen pro tailizaci platformy ěhem letu z důvodu tailizace zorného pole enzorů. 2/11
Studentká konference SVK - 2014 Orázek 2. Měřicí platforma e enzory V oučané doě e dotupné enzory kládají z INS/GPS poziční jednotky (imar itracert F200), laerového keneru (Sick LD-LRS1000), digitální kamery ve viditelném pektru (Canon EOS 100D) a profeionální termometrické kamery (FLIR SC645). Pro záznam dat je používán průmylový minipočítač Stealth LPC-125LPM. Určení protorových vztahů jednotlivých komponent je jedním z hlavních předmětů řešení projektu a teoreticky ylo popáno v [16]. Orázek 3. Detailní pohled na přítrojové vyavení platformy 2.2 Laerový kener - Sick LD-LRS1000 Jedná e o rotační profilový (liniový) laerový kener pulní technologií vyvinutý primárně pro ezpečnotní aplikace v průmylové výroě (ezpečnot práce a provozu). Společnot Sick AG má dlouho tradici ve výroě tohoto typu enzorů a jejich produkty e vyznačují výhodným poměrem ceny a výkonu. Z tohoto důvodu jou jejich enzory velmi čato používány v moilních rootických a mapovacích projektech např. [13]. 3/11
Studentká konference SVK - 2014 Orázek 4. Sick LD-LRS1000 Nejdůležitější parametry keneru jou uvedeny v taulce č. 1, podroně je produkt popán v technické dokumentaci [14]. Taulka 1. Nejdůležitější parametry laerového keneru Sick LD-LRS1000 Délkový doah/odrazivot 2.5m - 250m/100%, 80m/10% Úhlový doah 360 Max. frekvence měření délek 14400 Hz Rotační frekvence 5-10 Hz Směrodatná odchylka délky 25 mm Přenot (ytematická ložka) ±38 mm to 80m, ±63 mm nad 80m Minimální úhlové rozlišení 0.125 Průměr laerového vazku na výtupu 40 mm Rozíhavot laerového vazku 2.8 mrad = 0.16 Dotupná rozhraní RS-232/RS-422, Ethernet, CAN 2.3 Čaová ynchronizace Byl navržen a vyroen deka mikrokontrolérem založená na tandard Arduino k zaezpečení přené čaové ynchronizace (lépe než 1 m) měření laerového keneru. Byla k tomu využita luža laerového keneru nazvaná Interface Routing, která umožňuje úplnou kontrolu komunikace pro vyraný pár dotupných rozhraní. Zpráva ložená z přeného UTC čau (založena na ignálech INS/GPS) je polána na rozhraní RS-232. Laerový kener tuto zprávu neinterpretuje, pouze uloží ča vnitřních hodin pro polední znak této zprávy a přepošle ji polečně čaem na tzv. Mater Interface (v našem případě Ethernet). Vnitřní hodiny mikrokontroléru jou nataveny a udržovány pomocí přených PPS pulů (v řádu nanoekund) a jim přílušných NMEA zpráv (typu $GPGGA) z INS/GPS enzoru přenotí lepší než 1 m. Příkazy k ejmutí vizuálních neo termometrických nímků jou zaílány z řídícího počítače do mikrokontroléru. Po vykonání příkazu mikrokontrolér zašle zpět do řídícího počítače zprávu identifikací příkazu a přeným UTC čaem jeho vykonání. Dále mikrokontrolér automaticky zaílá ve zvoleném intervalu ynchronizační zprávy UTC čaem do laerového keneru, který je polečně e záznamem vých vnitřních hodin přepoílá do řídícího počítače. 3. MATEMATICKÉ ŘEŠENÍ PROBLÉMU Literatura věnující e určení protorových vztahů mezi enzory typu INS/GPS a laerovým kenerem je méně čatá a dotupná než v případě kamer. Důvodem je pravděpodoně kratší ča tohoto typu přítrojů a jejich menší rozšíření z důvodu jejich ceny. Sytémy těmito enzory jou většinou produkovány a interně kalirovány zavedenými výroci jako Leica, Riegl neo Optech. Tyto polečnoti kalirační potupy ani jiné know-how nezveřejňují z ochodních důvodů. Pouze několik ytémů tohoto typu vyvíjených výzkumnými intitucemi exituje ve veřejně dotupných zdrojích. Nejvýznamnějším zdrojem inpirace pro ná yl ytém Helimap [11]. V rámci tohoto původně akademického projektu yla vyvinuta nová kalirační metoda pro určení protorových vztahů mezi INS/GPS a liniovým kenerem a yla prezentována v přípěvku [10]. Stejní autoři na tejné téma taky kapitolu č. 3 v knize [3]. Jejich metoda je založena na minimalizaci čtverců vzdálenotí jednotlivých odů od zaměřovaných rovinných povrchů. Potup založený na tejném 4/11
Studentká konference SVK - 2014 principu je prezentován i jiným autorem v přípěvku [12], ale tato pulikace je méně věrohodná, protože neoahuje praktické výledky. Měření v rámci této metody předtavují: - Přímo měřené délky a úhly na jednotlivé ody laerovým kenerem, - Polohy a orientace INS/GPS jednotky interpolované pro okamžik měření každého podroného odu v referenčním ouřadnicovém ytému. Hledané (vyrovnávané) parametry jou: - Zytková úhlová odazení mezi ouřadnicovými ytémy INS/GPS a keneru (tvoří ore-ight matici), - Definiční parametry všech použitých rovin. Určení délkového odazení (lever-arm) je v literatuře výše doporučeno určit přímým laoratorním měření tejně jako v případě kamer. 3.1 Přímé georeferencování Základní rovnice pro výpočet jednotlivých podroných odů v geocentrickém ouřadnicovém ytému, nazývaná také přímé georeferencování, je (založena na rovnici 3.20 v [3] ): Kde: x x R R R T x x (1) e ' = e e l ' ( + l ) e x - je vektor ouřadnic podroného odu zaměřeného laerovým kenerem v e-ytému (ECEF - Earthcentered, Earth-fixed, nejčatěji WGS84), x - je vektor ouřadnic centra -ytému (INS/GPS) v e-ytému, e e Rl - je matice rotace z l-ytému (lokální ytém) do e-ytému, definovaná geografickou polohou (φ, λ) INS/GPS, R - je matice rotace z -ytému (INS/GPS) do l-ytému parametrizovaná typicky úhly roll, pitch a yaw, l ' R - je předmětná ore-ight matice, ' T - je přiližně známá a kontantní matice rotace ouřadnicového ytému keneru (-ytém) do -ytému, x - je vektor ouřadnic podroného odu zaměřeného laerovým kenerem v jeho -ytému, x - je inverzní vektor délkových odazení (lever-arm) mezi centry INS/GPS a kenerem vyjádřený v - ytému keneru. Oecně horní index v popiu reprezentuje referenční (cílový) ouřadnicový ytém a dolní index vtupní ouřadnicový ytém. Mezi rovnicí (1) a rovnicí 3.20 v [3] jou droné rozdíly. Nevýznamnějším rozdílem je znaménko vektoru x, které je chyně uváděno kladně v rovnici 3.20, ale záporně v (1) a v [12]. Dalším rozdílem je začlenění rotační matice R (oreight), který reprezentuje zytkovou čát rotace -ytému do -ytému a která je hlavním předmětem kalirace. Rovnice (1) není v použité literatuře odvozena a proto je její odvození uvedeno dále. ' Rovnice (1) vychází a je ložena ze tří jednoduchých Euklidovkých tranformací: x = x + R x = x + R T x ' ' x = x + R x l l l x = x + R x e e e l l l Pokud tyto tři tranformace zkominujeme tak odvodíme: (2) 5/11
Studentká konference SVK - 2014 e l e( l ) l e e( l) e l ( ) ( ) x = x + R x + R x + R x e e e l l l l x = x + R x + R R x + R x e e e l e l l l l R x = x x + x = x ( ) ( ) x = x + R R x + R x e e e l l x = x + R R R R x + x e e e l l R x = x e e e l x = x + Rl R R ( x x ) e e e l ' x = x + Rl R R ' T ( x x ) (3) Jediná nova a pomocná proměnná je x, která reprezentuje vektor ouřadnic počátku -ytému (INS/GPS) vůči l- e ( l ) ytému vyjádřený v e-ytému. Můžeme nadno odvodit, že x = x + R x R = ( R ) 1 x = R x + R x = x + R x x = R x Do rovnice (1) můžeme dodat parametry jednotlivých matic: x muí mít záporné znaménko v rovnici (1): x x R R R T x x (5) e ' = e e (, ) l (,, ) '(,, ) (,, ) ( + l ϕ λ r p y ω ϕ κ ω ϕ κ ) Jednotlivé matice jou popány a vyjádřeny dále zleva doprava (používáme notaci in e lenu λ c c c ϕ λ ϕ λ ( ϕ, λ) = cλ ϕ λ cϕ λ 0 cϕ ϕ ϕ =,coϕ = c ): R (6) Matice rotace (6) reprezentuje rotaci z lokálního l-ytému (pro každý podroný od jedinečný) do e-ytému (ECEF). V našem projektu používáme tzv. ENU variantu (Eat-North-Up), protože je to výchozí lokální ytém pro použité INS/GPS imar itracert F200 i pro použitý zpracovatelký oftware Inertail Explorer polečnoti NovAtel. ENU varianta yla odvozena jednoduchou záměnou loupců a znamének NED varianty (North-Eat-Down) z pulikace [3]. l R ( r, p, y) = R ( y) R ( p) R ( r) z x y cy y 0 1 0 0 cr 0 r l R( r, p, y) = y cy 0 0 cp p 0 1 0 0 0 1 0 p c p r 0 c r c c c c + c cp r p cp c r y r y p r y p y r y p r l = y cr + cy p r cy c p y r cy p cr R (8) Poněkud nezvyklá forma matice rotace z -ytému do l-ytému je způoena výchozí a doporučenou orientací INS/GPS jednotky imar a je převzata z jeho technické dokumentace viz náledující orázek. ϕ ϕ (4) (7) 6/11
Studentká konference SVK - 2014 Orázek 5. Doporučená orientace pro imar itracert-f200 (převzato z dokumentace) ' Náledující matice rotace T předtavuje přiližně známou (a kontantní ěhem výpočtů) rotaci z -ytému do - ytému. Je možné použít jakékoliv pořadí rotací kolem jednotlivých ouřadnicových o, ale z konvenčních důvodů udeme používat pořadí podle pulikace [5], [6] : ' cϕ cκ cϕ κ ϕ ( ω, ϕ, κ) = R X ( ω) R Y ( ϕ) R Z( κ) = c + c c c c c c c + c c c T (9) ω κ ω ϕ κ ω κ ω ϕ κ ω ϕ ω κ ω ϕ κ ω κ ω ϕ κ ω ϕ Pro upřenění uvádíme, že rotace proti měru hodinových ručiček má kladné znaménko, při pohledu po oe k počátku. Polední vyjádřenou maticí je hledaná matice ore-ight, což je diferenciální matice rotace vycházející z matice rotace (9): ' Na závěr uvádíme ještě rovnice pro vektor 1 κ ϕ ( ω, ϕ, κ) = κ 1 ω ϕ ω 1 R (10) x : d coσ = d inσ 0 x (11) Kde d je měřená vzdálenot a σ je úhlová polární ouřadnice vypočtená z měřeného úhlu σ = 360 o ϕ. Pokud všechny výše vyjádřené matice (6), (8), (9), (10) a vektor (11) doplníme do rovnice (1), tak zíkáme vztah pro přímé georeferencování jednotlivých odů. 3.2 Parametrizace roviny Prezentované řešení určení ore-ight matice je založeno na minimalizaci čtverců vzdálenotí jednotlivých odů od rovinných ploch. Implicitní rovnice roviny je: a x + y + c z + d = 0, (12) Protože e jedná o homogenní rovnici z hledika hledaných parametrů a,, c a d, je nutné ji doplnit další podmínkou. Z důvodu oecnoti yla použita rovnot kvadratické normy normálového vektoru roviny (a,, c) jedné: 2 2 2 a + + c 1 = 0. (13) Další nejednoznačnot předtavují znaménka parametrů, takže je volena kladná hodnota pro parameter d: d > 0. (14) 7/11
Studentká konference SVK - 2014 Pří zavedení podmínky (13) je nejkratší (ortogonální) vzdálenot odu i od roviny definována: di = a xi + yi + c zi + d. (15) 4. MĚŘENÍ Kalirační měření ylo realizováno v zatavěné olati oce Lipence, která e nachází v lízkoti Prahy měrem na jih. Nálet dodržoval tzv. čtyřlítkový vzor vnějším rozměrem přiližně 500 x 500 metrů a yl ukutečněn v ouladu oecným a logickým doporučením v [10] ve dvou výškách nad terénem. Byly zvoleny výšky 60 a 110 metrů ohledem na pracovní doah keneru a předpokládané operační naazení ytému AMA. Orázek 6. Olat kalirace tzv. čtyřlítkovým vzorem náletu (modře), kaliračními rovinami (červeně) a kontrolními rovinami (zeleně) Pozemní letová rychlot yla 5-10 m/, rotační frekvence keneru 10 Hz a úhlový krok 0.25 tupně. Toto natavení odpovídá pozemním hutotě podroných odů 0.5-1 metr ve měru letu a 0.25-0.5 metru v příčném měru. 5. ZPRACOVÁNÍ Poziční data z INS/GPS jednotky imar itracert-f200 yla zpracována v oftware Inertial Explorer (NovAtel) použitím tatických dat z referenční tanice. Poziční data (ča GPS, zeměpiná délka, šířka, výška nad elipoidem, roll, pich, heading) yly po vyhodnocení exportovány v intervalu 5 m (200Hz, maximální frekvence INS/GPS) v referenčním ytému WGS84. Další zpracování proěhlo v programech vlatní produkce Zeppelin Calirate a Zeppelin Proce. Poziční data yla interpolována pro jednotlivé podroné ody ze keneru podle GPS čau. Po zadání přiližné matice orientace keneru 8/11
Studentká konference SVK - 2014 ' T yly vypočteny první nekalirované pozice podroných odů a exportovány v ouřadnicovém ytému UTM. Náledně yly manuálně vyrány ody náležející devíti zvoleným kaliračním rovinám (roviny 01-09 na or. 6). To ylo celkem otížné, protože přiližná matice a yla tedy poměrně nepřená viz. or. 7. T yla určena pouze na základě orientace komponent platformy při montáži ' Orázek 7. Výěr odů zvolených kaliračních rovin (vlevo původní mračno, vpravo elektované ody rovin) Na základě identifikovaných odů kaliračních rovin proěhlo první vyrovnání. Výledky vyrovnání neplňovali očekávání apoteriorní měrodatná odchylka jednotková yla 0.092 m (v tomto případě reprezentuje kvadratický průměr vzdálenotí všech podroných odů od přílušných kaliračních rovin). Jako důvod této hodnoty e ukázaly hrué chyy/ody, které yly začleněny do vyrovnání viz náledující orázek. Orázek 8. Graficky identifikovatelné chyné ody po první kaliraci viditelné jako vzdálené purpurové ody (šedivě jou zorazeny původní ody ez kalirace, purpurově ody po první kaliraci) Po manuálním vyloučení chyných odů ylo realizováno druhé vyrovnání. Výledky yly výrazně lepší a v ouladu očekáváním - apoteriorní měrodatná odchylka jednotková yla 0.036 m. 5.1 Vyrovnání Měření a hledané parametry jou v komplikovaném vztahu (vztahy (5) jou začleněni do rovnice roviny (15)) a není možné je eparovat. Použitý model vyrovnání muí taky zahrnovat podmínku (13) pro každou rovinu. Z toho vyplývá, že je nutné použít nejoecnější model vyrovnání tzv. Gau-Helmertův model podmínkami pro neznámé podle [4]. Bohužel není známa apriorní phlová měrodatná odchylka keneru (viz podroná dokumentace [14] ), takže není možné korektně tento model vyrovnání použít. Na druhou tranu je možné předpokládat, že přenot (měrodatná odchylka) vzdálenoti všech odů od přílušných rovin v kaliraci je téměř tejná (přenotní charakteritiky pulních laerových kenerů jou téměř nezávilé na menší změny v délce na rozdíl od fázových laerových kenerů viz. [15] ). Proto je možné použít jednodušší model vyrovnání tzv. Gau-Markův model podmínkami pro neznámé podle [4]. V tomto případě uvažujeme aprirorní měrodatné odchylku vzdálenoti odu od roviny za neznámou a pro určení přenoti vyrovnaných parametrů je nutné použít apoteriorní jednotkovou měrodatnou odchylku. 9/11
Studentká konference SVK - 2014 6. VÝSLEDKY Hlavním výledkem kalirace jou vyrovnané úhly rotace ω, ϕ a κ ore-ight matice R ' a jejich měrodatné odchylky. Ty jou vázány apoteriorní jednotkovou měrodatnou odchylkou, která doáhla hodnoty 0.036 metru ve finálním vyrovnání a reprezentuje kvadratický průměr vzdálenotí všech odů od přílušných rovin. Výledná úhlová odazení ω, ϕ a κ jou: -0.84711, 0.27711 a -0.69817 tupně a jejich měrodatné odchylky 0.00077, 0.0017 a 0.00057 tupně. Největší odchylku má podle očekávání ϕ, které reprezentuje azimutální rotaci. Dalším výtupem je ověření doažené přenoti na kontrolních rovinách, které neyly oučátí kalirace. Om takových rovin ylo vyráno viz roviny 10-17 na or. 6. Výledek proložení kontrolních rovin je prezentován v náledující taulce. Taulka 2. Směrodatné odchylky proložení kontrolních rovin Čílo roviny Počet odů Směrodatná odchylka [m] 10 971 0.035 11 464 0.049 12 301 0.030 13 736 0.040 14 628 0.021 15 465 0.045 16 992 0.016 17 574 0.032 Průměr 0.034 Porovnání výledky podoného projektu v pulikaci [10] je zajímavé. Maximální měrodatná odchylka při kaliraci zde yla doažena pouze 3 mm (viz Taulka 3 v [10] ), což y yl vynikající výledek i pro tatický teretrický kener. Na druhou tranu průměrná měrodatná odchylka proložení na čtyřech kontrolních rovinách yla 0.045 metru (viz Taulka 4 v [10] ). Kontrolní výledky v [10] jou tedy v ouladu našimi výledky i pokud vezmeme v úvahu rozdílnoti oou ytémů (Helimap používá laerový kener vyšší přenotí, ale noičem je pilotovaná helikoptéra, který lítá výrazně vyšší rychlotí a ve vyšších výškách). Orázek 9. Trojúhelníková íť (meh) vytvořená z kalirovaného mračna odů (ez čištění a úprav) 10/11
Studentká konference SVK - 2014 7. ZÁVĚR V dokumentu je předtaven kalirační potup a jeho výledky pro liniový laerový kener využitím exteriérového kaliračního pole velkého rozahu. Doažené výledky jou v ouladu naším očekáváním, potřeami a plánovaným použitím ytému AMA. Jou také v ouladu výledky pulikovanými v rámci podoných projektů [10]. Unikátnotí našeho projektu je použití přeného laerového kenování ezpilotním noičem. Další vývoj ude aplikace prezentovaného potupu na laerový kener kónickou modifikací [1]. LITERATURA [1] Koka, B., "Caliration of Profile Laer Scanner with Conical Shape Modification for Autonomou Mapping Sytem," Proc. SPIE 8791A, (2013). [2] Jon, J., Koka, B. and Popíšil, J., "Autonomou Airhip Equipped with Multi-Senor Mapping Platform," ISPRS - International Archive of the Photogrammetry, Remote Sening and Spatial Information Science XL- 5/W1, 119-124 (2013). [3] Voelman, G. and Maa, H., [Airorne and Terretrial Laer Scanning], Whittle Pulihing, Scotland (2010). [4] McGlone, Ch., Mikhail, E. M. and Bethel, J., [Manual of Photogrammetry], American Society of Photogrammetry and Remote Sening, Betheda (2004). [5] Krau, K., [Photogrammetry: Geometry from Image and Laer Scan], Walter de Gruyter, Berlin (2007). [6] Krau, K., [Photogrammetry Volume 2 - Advanced Method and Application], Ferd. Dummler Verlag, Bonn (1993). [7] Skaloud, J. and Schaer, P., "Toward A More Rigorou Boreight Caliration," Proc. ISPRS International Workhop on Theory, Technology and Realitie of Inertial / GPS Senor Orientation (2003). [8] Schmitz, M., Wüena, G., Bagge, A. and Kruck, E. J., "Benefit of Rigorou Modeling of GPS in Comined AT/GPS/IMU-Bundle Block Adjutment," OEEPE Workhop "Integrated Senor Orientation" (2001). [9] Pivnicka, F., Kemper, G. and Geiler, S., "Caliration Procedure in Mid Format Camera Setup," International Archive of the Photogrammetry, Remote Sening and Spatial Information Science XXXIX-B1, 149-152 (2012). [10] Skaloud, J. and Lichty, D., "Rigorou approach to ore-ight elf-caliration in airorne laer canning," ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sening 61, 47-59 (2006). [11] Vallet, J. and Skaloud, J., "Development and Experience With a Fully-Digital Handheld Mapping Sytem Operated from a Helicopter," The International Archive of the Photogrammetry, Remote Sening and Spatial Information Science XXXV-B, 791-796 (2004). [12] Frie, P., "Toward a rigorou methodology for airorne laer mapping," Proceeding of EuroCOW, Catelldefel (2006). [13] Derenick, J., Miller, T., Spletzer, J., Kuhleyev, A., Foote, T., Stewart, A., Bohren, J. and Lee, D., The Sick LIDAR Matla/C++ Toolox: Software for Rapidly Interfacing/Configuring Sick LIDAR, <http://www3.lehigh.edu/image/uerimage/jg2/page_7287/lu-cse-08-008.pdf> (24 March 2013). http://icktoolox.ourceforge.net [14] SICK AG, "LD-OEM Laer Meaurement Sytem, Decription and Technical Data of LD- LRS1000/2100/3100," <http://icktoolox.ourceforge.net/doc/ick-ld-upplement.pdf> (24 March 2013). [15] Třaák, P., Štroner, M., Smítka, V. and Uran, R. "Teting of the accuracy dependency of primle ditance meaurement on the eam incidence angle," Geoinformatic 7, 117-129 (2012). [16] Koka, B., "Bore-ight and Lever-arm Determination of Senor Mounted on Autonomou Mapping Airhip," Proceeding of 13th International Multidiciplinary Scientific GeoConference SGEM 2, 579-586 (2013). 11/11