IWT-TETRA PROJECT 120162
GEBRUIKERSGROEPVERGADERING I 22 OKTOBER 2012 1
TETRA-PROJECT - Tetra-project: TEchnologieTRAnsfer - Doel: kennis/technologie transfereren naar bedrijven
- Uitgevoerd door kennisinstellingen - Verkennen en verspreiden van kennis
- Gebruikersgroep van bedrijven - 92,5% gefinancierd door IWT - Rest (7,5%) via cofinanciering door bedrijven
2
3D4SURE • “3D Photogrammetry for Surveying Engineering” • Start: 1 okt 2012, looptijd: 2 jaar • Projectpartners: − EAVISE, Lessius Mechelen - Campus De Nayer: ir. Bas Altena, dr. ir. Liesbet Cockx prof. dr. ir. Toon Goedemé − Katholieke Hogeschool Sint-Lieven – KAHOSL: ir. arch. Wouter Dreessen, ir. arch. Julie Lindemans, dr. ir. arch. Bjorn Van Genechten
3
GEBRUIKERSGROEP
4
-
Ibens Landmeters
-
Ellips
-
Admtopo
-
Jan De Nul
-
BITS Studie- en landmeetbureau
-
Aurea Imaging
-
Landmeetkunde en expertise buro Teugels -
Orbit GeoSpatial Technologies
-
Braem International Survey
-
Gatewing
-
PS-Survey
-
PIX4D
-
Hosbur
-
...
-
Bureau Vaneyken
-
Vansteelandt
-
Geo-ID
-
Grontmij
GEBRUIKERSGROEP • Doel − Toezien dat de concrete uitvoering van het project optimaal afgestemd is op de noden van de bedrijven − Functioneert als klankbord voor de mogelijkheden van industriële en/of maatschappelijke implementatie van de projectresultaten
5
GEBRUIKERSGROEP • Rechten − Opvolgen van de projectvooruitgang en de realisatie van de doelstellingen − Inhoudelijk advies geven ter eventuele bijsturing
• Plichten − Regelmatig actief deelnemen aan de bijeenkomsten − Bijdrage in de eigen middelen van het project − Reglement van Orde
6
FOTOGRAMMETRIE • ‘foto' - licht 'gramma' – teken,lijn 'metron' – meting
7
FOTOGRAMMETRIE • 3D fotogrammetrie= stereo fotogrammetrie
• Basis = triangulatie
8
EVOLUTIE FOTOGRAMMETRIE • Van dure metrische camera’s naar conventionele digitale camera’s (ongecalibreerd)
• Van klassieke (hoge) luchtfotografie naar opnames dicht bij object (close range) • Van stereobeeld verwerking naar multiview analyses
• Van intensieve manuele verwerking tot automatische image-based processing technieken 9
VOORSTELLING 3D4SURE • Ontstaan: − Toename ICT binnen landmeten − Stijgende vraag naar 3D
• Doel: − Kennisoverdracht van fotogrammetrische data-inwinning en verwerking • Praktijkgericht ahv gevalstudies • Kwaliteitsevaluaties
• Workshops, opleidingsdagen, website,…
− Optimalisering van de beperkingen bij verwerking − Toegankelijkheid 3D fotogrammetrie vergroten
10
VOORSTELLING 3D4SURE • Close-range fotogrammetrie • Terrestrisch: • Gewone digitale camera • Imaging total station • Lucht: UAV
• Voorbeelden − Terrestrisch − UAV
11
WERKPAKKETTEN
12
WP1: VERKENNING DOEL Rapport met globaal overzicht van: − Huidige aanbod van foto tot 3D model » Software tools, cloud services en diensverwerkende bedrijven − Toepassingsmogelijkheden − Sector specifieke eisen en noden Praktische gids regelgeving UAV's procedures en vergunningsplichten
13
WP1: VERKENNING WERKWIJZE Actieve betrokkenheid gebruikersgroep: − Brainstorm workshop − Enquête ondervraging binnen- en buitenland Huidige aanbod vs gebruikersvraag » Overeenkomsten? » Tekortkomingen?
14
WP2: GEVALSTUDIES
Gevalstudies gebruikersgroep?
15
WP2: GEVALSTUDIES 3D gebouwmodellen Focus op dak-informatie voor plaatsing zonnepanelen − Oppervlakte, helling, schaduwinval Bepalend voor: potentieel aan energie » Dus ook: tergugverdientijd
Klassiek vs luchtfotogrammetrisch Bron: AeroWest GmbH
16
WP2: GEVALSTUDIES Volumebepalingen Klassiek: van totaalstation tot digitaal hoogtemodel » Aantal punten vs nauwkeurigheid kost! “Welke nauwkeurigheid mogelijk met fotogrammetrie?”
Bepalen van volumes. Materiaal voorraden.
17
WP2: GEVALSTUDIES Industriële toepassingen 3D as-built informatie positie, oriëntatie en vorm van alle componenten » Belang: onderhoud, beheer, herstel Probleem klassieke methode: bereikbaarheid en veiligheid » Fotogrammetrie?
Industriële installatie en bijhorende 3D tekening.
18
19 A. Gruen et al, ‘PHOTOGRAMMETRIC RECONSTRUCTION OF THE GREAT BUDDHA OF BAMIYAN, AFGHANISTAN’, In The Photogrammetric Record 19(107): 177–199 (September 2004).
Basisidee: survey van de site en kleinere vondsten MAAR ook: reconstructies a.d.h.v. archieffoto's
Bron:
Archieffoto's van 'the Great Buddha of Bamiyan' en 3D reconstructie.
WP2: GEVALSTUDIES 3D reconstructies in archeologische sites Lage kost én inzetbaar in verschillende omgevingen
WP2: GEVALSTUDIES Gevelopmetingen erfgoed As-is plannen in restauratiedossiers Voordeel fotogrammetrie: niet enkel geometrie, ook kleur mapping materiaalgebruik, degradatie, pathologie,...
Orthofoto en mappen van de gevel degradatie. Bron:
A. Seif et al, ‘PROTECTING BAALBEK'S INTEGRITY. A PROPOSAL FOR AN INTEGRATED RISK PREPAREDNESS STRATEGY’, (2011).
20
WP2: GEVALSTUDIES Imaging totaalstations Nieuwste generatie totaalstations: gerobotiseerd en ingebouwde camera extra potentieel? Nieuw toekomstperspectief voor fotogrammetrie
ElcoVision 10 for Leica Viva. Bron: www.elcovision.com
21
WP2: GEVALSTUDIES Gevalstudie(s) aangebracht door de gebruikersgroep WP1: actieve betrokkenheid gebruikersgroep: − Brainstorm workshop
22
Verkennen noden vanuit de praktijk » Nieuwe gevalstudie(s)
WP3: OPTIMALISATIE DOEL Verbetering van: − Nauwkeurigheid van de 3Dmodellen − Automatisatie van verwerkingsproces
23
WP3: OPTIMALISATIE Georeferentie van beelden 1.UAV's uitgerust met GPS/IMU: – Bepaling van positie en oriëntatie nauwkeurigheid? – Optimale locatie van GCP's 2.Koppeling laserscan en fotogrammetrie voordelen van de 2 combineren
24
WP3: OPTIMALISATIE Multi-fotorectificatie Optimalisatie van standaardfotorectificatie via algoritmes: 1.Automatisch linken foto's a.d.h.v. voldoende overlap Slechts het minimum van 4 controlepunten nodig
2.Ontvouwen van omwentelingslichamen erfgoedsector
Bron: project werk RLICC Val Duchesse, Julie Lindemans, 2011-2012
25
Bron: master thesis, Steven Verhelst, 2007-2008
WP3: OPTIMALISATIE Datareductie van puntenwolk Filteroperaties datahoeveelheid en nauwkeurigheid = of 1. filteren outliers en ruis 2. vlakken zoeken en fitten 3. extractie lijnenmodel
Extractie van breeklijnen uit een 3Dpuntenwolk. Bron: Yoshizawa, 2008.
26
WP3: OPTIMALISATIE Panoramische fotogrammetrie Fotogrammetrie op panoramische foto's Voordeel bij opmeten binnenruimtes: # pano's met voldoende overlap, 1 keer het proces van calibratie en oriëntatie
Panoramische 360° foto m.b.v. panohead. Bron: Santana M.
27
WP4: EVALUATIE DOEL Kritische evaluatie van de 3D modellen om na te gaan of er voldaan werd aan de nauwkeurigheidseisen. Opstellen van richtlijnen ter optimalisatie van de nauwkeurigheid. Een referentie kader voor de 3D modellen opstellen door een vergelijking van dezelfde toepassing met een andere meetmethode.
28
WP4: EVALUATIE 1) handleiding ter bevordering van de nauwkeurigheid • in welke mate de ruis op de data een negatieve invloed kan hebben op het verkrijgen van deze resultaten • of de nauwkeurigheid van het fotogrammetrisch proces verbeterd kan worden • in welke mate de data nuttig is voor het beoogde resultaat
29
WP4: EVALUATIE 2) rapport van de vergelijking tussen fotogrammetrische opname en laserscan opname “Kan fotogrammetrie een goedkoper, maar minstens even nauwkeurig, alternatief zijn voor laser scanning?” Laser scanners zijn immers nog steeds een dure investering en liggen niet direct binnen het bereik van de modale landmeter. Terwijl fotogrammetrie een lagere drempel heeft.
30
WP5: TOEPASSINGENMATRIX DOEL Structurering van de mogelijkheden en beperkingen van elke meetopstelling en zijn verwerking. Dit gekoppeld met het toepassingsgebied en dus het vereiste eindproduct.
31
WP5: TOEPASSINGSMATRIX Evaluaties uit de vorige werkpakketen aangaande gebruiksvriendelijkheid, financiën en tijdsindicaties zullen inhoud geven aan een synthetiserende tabel. Deze tabel zal per toepassing de mogelijke methodieken aanwenden met een te verwachten resultaat. vraag
aanbod 32
WP6: TECHNOLOGIEVERSPREIDING DOEL Verworven kennis en de bekomen onderzoeksresultaten op een efficiënte wijze overbrengen naar de huidige en potentiële toekomstige gebruikers.
33
WP6: TECHNOLOGIEVERSPREIDING
• • • •
Website – eavise.be/3d4sure twee workshops twee opleidingsdagen voor de landmeter incorporatie van stages en masterproeven met bedrijven uit de gebruikersgroep • aangepast cursusmateriaal • artikels in vaktijdschriften
34
WP1: FOTOGRAMMETRISCHE TOOLS Huidige aanbod: software tools, cloud services en diensverwerkende bedrijven
Hoe presteren ze t.o.v. elkaar? Matrix Kolommen: eigenschappen
Rijen: aanbod Naam Producent Versie
35
Verspreidingsvorm
Kostprijs
Toep. Features Input Output Systeem ... domein formats formats vereisten
WP1: FOTOGRAMMETRISCHE TOOLS Naam PRODUCENT
Verspreidingsvorm
Realworks Survey Software TRIMBLE
softwarepakket
Agisoft Photoscan AGISOFT
softwarepakket
Photomodeler Scanner PHOTOMODELER
softwarepakket
Strabo ORBIT GEOSPATIAL TECHNOLOGIES
softwarepakket
Image Master TOPCON
softwarepakket
Photoplan 3D KUBIT
softwarepakket
Pix4UAV PIX4D
cloud service en software
Scannerkiller SCANNERKILLER
cloud service en software
Photsynth toolkit MICROSOFT
softwarepakket
123D AUTODESK
cloud service en software
Arc3D KULEUVEN
cloud service
iWitness
softwarepakket
LeicaPhotogrammetrySuite ERDAS
softwarepakket
SocetSet BAE SYSTEMS
softwarepakket
36 GEOID
dienstverwerking
...
Naam Vorm Producent Versie
Prijs
Prijs
commerc.
educatief
Agisoft Photoscan AGISOFT pro 0.9.0
3499$
549$
Software pakket
Toep.
features
I Out n
Systeem vereisten
topografie
1.Aerial Triangulation
J P E G
GeoTiff, xyz, Google KML,
Minimal configuration: Windows XP or later (32 or 64 bit), Mac OS X Snow Leopard or later, Debian / Ubuntu (64 bit)
geologie en terrein
2.Polygonal Model Generation
T I F F
COLLADA , PLY, universal 3D
-Intel Core 2 Duo processor or equivalent -2GB of RAM
Architectuur en erfgoed
3.Setting Coordinate System
P VRML, N 3DS Max G
Kunst en conservatie
4. Georeferenced DEMmodel Generation
B Wavefro M nt OBJ, P PDF
5. Georeferenced Orthophoto Generaton
Recommended configuration: -Windows XP or later (64 bit), Mac OS X Snow Leopard or later, Debian / Ubuntu (64 bit) -Intel Core i7 processor -12GB of RAM
WP1: HARDWARE VOOR INWINNING Een inventarisatie is gestart voor de mogelijkheden aangaande de inwinning van de fotogrammetrische beelden. • • •
38
Instrumentaria Opname platform Nationale regelgeving
WP1: INWINNING - OPNAME • Consumenten camera vb: Panasonic Lumix FX35 10 Mega Pixel ~€ 390 • Spiegel Reflex camera vb: Canon 550D 18 Mega Pixel ~€ 900
39
WP1: INWINNING - PLATFORM Terrestische opname • Panoramische opstelling vb: GigaPan EPIC PRO ~€700 • Geïntegreerd in een Total Station vb: Leica Viva TS-15 5 Mega pixels ~€27.000
40
WP1: INWINNING - PLATFORM Luchtopname • Vaste vleugels vb: Gatewing X-100 10 Mega pixels ~€39.000 • Roterende vleugels vb: Microdrone MK-1000 >€40.000 vb: DroneFlyer Hexacopter MK2 ~€ 6.000 41
WP1: INWINNING - REGELGEVING
42
WP1: INWINNING - REGELGEVING “Commissie voor de Bescherming van de Persoonlijke levenssfeer” – aanbeveling voor “mobile mapping” Doordat opnames worden gemaakt op de openbare weg kunnen beelden als persoonsgegevens worden beschouwd. Denk aan Google Streetview… Echter moet persoon direct of indirect kunnen worden geïdentificeerd. Dit is mogelijk maar niet het doeleinde bij kartering. Daardoor is “mobile mapping” gerechtvaardigd mits de doeleinden voorafgaand aan de verwerking zo nauwkeurig mogelijk zijn vastgelegd
43
WP1: INWINNING - REGELGEVING
44
WP1: INWINNING - REGELGEVING In tegenstelling tot terrestische opnames zijn personen niet te herkennen op luchtopnames. Als dit besef doorkomt bij het publiek, dan zal het angstbeeld minder zijn. Regelgeving omtrent opnames vanaf onbemande luchtvaartuigen is nog in de maak. Een belangen organisatie is opgezet, “Belgische vereniging van onbemande luchtvaart”, men kan op de hoogte worden gehouden via www.BeUAS.be
45
BRAINSTORM
46
AFTOETSEN VRAAG-AANBOD • Noden? • Beperkingen?
• Verwachtingen? • Kwaliteitscriteria? • Pro?Contra?
47
?!
INVULLEN CASE STUDIES
48
3D GEBOUWMODELLEN • 3D dakmodel via UAV: − plaatsing van zonnepanelen, bepaling oppervlakte, helling en schaduwinval
49
VOLUMEBEREKENINGEN • 3D-model van stockpiles, grondverzet, mijnbouw, … − Nauwkeurige berekening volume
50
INDUSTRIËLE TOEPASSINGEN • Snelle 3D-opmeting van industriële installaties − − − −
51
staalbouw, wegenaanleg, piping, … As-built opmeting Laserscanning tijdrovend bereikbaarheid
52 A. Gruen et al, ‘PHOTOGRAMMETRIC RECONSTRUCTION OF THE GREAT BUDDHA OF BAMIYAN, AFGHANISTAN’, In The Photogrammetric Record 19(107): 177–199 (September 2004).
Basisidee: survey van de site en kleinere vondsten MAAR ook: reconstructies a.d.h.v. archieffoto's
Bron:
Archieffoto's van 'the Great Buddha of Bamiyan' en 3D reconstructie.
3D RECONSTRUCTIE in archeologie Archeologie Lage kost én inzetbaar in verschillende omgevingen
GEVELOPMETINGEN ERFGOED As-is plannen in restauratiedossiers Voordeel fotogrammetrie: niet enkel geometrie, ook kleur mapping materiaalgebruik, degradatie, pathologie,...
Orthofoto en mappen van de gevel degradatie. Bron:
A. Seif et al, ‘PROTECTING BAALBEK'S INTEGRITY. A PROPOSAL FOR AN INTEGRATED RISK PREPAREDNESS STRATEGY’, (2011).
53
IMAGING TOTAALSTATIONS Nieuwste generatie totaalstations: gerobotiseerd en ingebouwde camera extra potentieel? Nieuw toekomstperspectief voor fotogrammetrie
ElcoVision 10 for Leica Viva. Bron: www.elcovision.com
54
PRAKTISCHE AFSPRAKEN • Alle feedback altijd welkom via mail/tel/… • Website: www.eavise.be/3d4sure • IWT e-tool “gebruikerspoll” − verzamelt via online bevraging feedback na elke vergadering
• Vergaderfrequentie? • IP-rechten • Reglement van Orde • Cofinanciering 55
CONTACTGEGEVENS • EAVISE: − Liesbet Cockx •
[email protected] • 015/31 69 44
− Toon Goedemé • Toon.goedemé@lessius.eu
• KAHOSL: − Bjorn Van Genechten •
[email protected] • 09/265 86 10
56
