Moderní automatizované měřické systémy použitelné k přesné dokumentaci nehod (principy metod, přesnosti, jejich výhody a nevýhody) Karel Pavelka ČVUT v Praze, FSv
Metody dokumentace dopravních nehod Základní dělení: • 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)
Běžně využívaná technologie: nákres situace, fotodokumentace, základní oměření situace (pásmo, měřické kolečko) …u závažnějších nehod nedostatečná podrobnost i přesnost
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.)
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 70.80.létech s měřickým vozem Š1203 • Vyhodnocení obsahu na speciálních strojích
Nedávná historie réseau komory + analytické zpracování
Průseková fotogrammetrie vyhodnocení obsahu snímků na počítači; nejznámější systém RolleiMetric
Geodetické zaměření • Elektronické teodolity – v současné době velká automatizace • Robotické – samonaváděcí, implementace GPS • Přesnost mm-cm, dosah bezhranolového měření délek přes 100m, typická cena 200-500tis.Kč
Pozemní fotogrammetrie • Stereofotogrammetrie nebo průseková fotogrammetrie • dnes se užívají kvalitní zrcadlovky (cena 20-100tis.Kč) • Nutnost provést kalibraci komory! • Selektivní metoda sběru dat (vyhodnocujeme jen to, co potřebujeme)
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)
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 30100tis.Kč) • Pro určení měřítka výsledku stačí 1 delší měřená a dobře definovaná vzdálenost • Přesnost cm
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!)
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)
Výsledek – obarvené mračno bodů
Propojení fotoaparátu s kompasem a GPS •Přípojné moduly s GPS a čtečkou čárových kódů – přímé určování polohy při fotografování, možnost vložení do mapy
3D skenery •Pro dokumentaci větších dopravních nehod je vhodná technologie laserového skenování (pulsní nebo fázové skenery) •Přesnost mm, dosah 30-100m, 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!)
Laserové skenery Callidus CP3200
Trimble FX
360° x 270° záběr, 200000bodů/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 50 000 bodů za vteřinu)
Riegl LMS Z420i
Výsledky laserového skenování
http://www.laserscanning.org.uk/forum/viewtopic.p hp?f=47&t=565
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.
Vícefrekvenční GNSS • GPS, Glonass, Galileo • Přesnost mm-cm, horší určení výšek • Cena stovky tisíc Kč
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
http://www.absl.co.uk/index.htm
GigaPan • Levná varianta panoramatické komory – je třeba kvalitní fotoaparát a GigaPan head (850USD) + sw na spojení snímků (stitching)
Současné možnosti
3D vyhodnocení
• Systém PanoMetric (Trimble)
Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs • HDR - soubor snímků s různou expozicí
Výsledek spojení snímků
MOBILNÍ SKENOVACÍ SYSTÉMY
( MOBILE MAPPING SYSTEM) • Laserové skenery, GPS/IMU • Desítky milionů Kč, přesnost cm
MMS • Geovap Pardubice (Lynx -Optech), Geodis Brno
Využití
Využití
Řízené modely
• Velký rozvoj v posledních létech; dostupnost technologických součástí (INS, dálkové ovládání, baterie, kamery aj.)
UAV (Schéma)
10,0kg
Parachute UAV 5,0 kg
Užitečné zatížení
Fixed wing 3,0 kg
Helicoptéra 2 takt
1,0 kg
Fixed wing
0,5 kg
Quattrocopter Octocopter
0,3 kg 0,1 kg 1 ha
10 ha
100 ha
Záběr plochy
1000 ha
10000 ha
http://www.airfoilhelicams.coml
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
Cca1950 Klášterec nad Ohří
2004
FSv ČVUT 2004
FSv ČVUT 2010
Děkuji za pozornost.
[email protected]
