Андрей Сечин Научный директор, компания Ракурс

1. 11-я Международная научно-техническая конференция «От снимка к карте: цифровые фотограмметрические технологии». Особенности фотограмметрической обработки аэросъемки с БПЛА Андрей Сечин Научный директор, компания Ракурс Сентябрь 2011, Тосса-де-Мар, Испания

2. 2004 (немного истории) Минск 2004 Макаров А.П, Быков Л.В. Обработка цифровых аэрофотоснимков и материалов аэровидеосъемки в программных комплексах «PHOTOMOD» и «ROSKAD» … В докладе приводится схема калибровки, методика обработки снимков, а также результаты съемок, полученных с радиоуправляемой модели самолета.

3. 2006 (немного истории) Беспилотный аэросъемочный комплекс Малявский Б.К., Быков Л.В., Быков В.Л., Макаров А.П. «Калибровка снимков на плоскомиспытательном полигоне»

4. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА).

5. КРЕЧЕТ (МИИГАиК)

6. Особенности данных с БПЛА Типичные параметры съемки: Скорость БПЛА 70-110 км/ч (20-30 м/c) Высота полета 300-1500 м. Неметрическая камера (10-20 мегапикселей), F ~50 мм (в 35 мм эквиваленте) GSD ~ 7-35 см. Проблемы: 1. Смаз при длинных выдержках, низкое качество. 2. Некалиброванные камеры. 3. Накопление систематической ошибки при использовании шторно-щелевых затворов 4. Болтанка, снос БПЛА, большая разница углов между соседними кадрами. Маленькие базисы (низкое фотограмметрическое качество), большие области поиска связующих точек 5. Неточные элементы внешнего ориентирования, плохая их синхронизация с временами кадров • В PHOTOMOD 5.2-5.21: • 1. Дополнительные настройки для автоматического поиска связующих точек • 2. Уравнивание в «3D» • 3. Мозаика без уравнивания, с учетом связующих точек

7. PHOTOMOD – борьба со смазом

8. Уточнение неточных элементов ориентирования

9. Автоматическая триангуляция БПЛА <- Накидной монтаж по телеметрии (до уточнения) Накидной монтаж после автоматического уточнения ->

10. Многопроходная автоматическая расстановка «связей» Накидной монтаж после первых проходов автоматической расстановки связующих точек

11. Новые способы отбраковки точек Использование «доверительных групп точек» при отбраковке

12. Взаимное ориентирование и уравнивание

13. Новые возможности уравнивания (Solver A) Уравнивание «в пространстве 3D»

14. PHOTOMOD и БПЛА Исходные изображения и данные GPS / IMU Накидной монтаж Измерение связующих точек Оценка качества данных Классическая фототриангуляция Построение фотоплана по связующим точкам Построение ортофотоплана Абс. точность:десятки метров Абс. точность: метры и лучше Мониторинг Топография

15. Мониторинг. Технологическая цепочка Исходные Изображения Окончательное трансформирование GPS/IMU (телеметрия) Связующие точки

16. Накидной монтаж по элементам внешнего ориентирования

17. Накидной монтаж по автоматическим связующим точкам

18. Окончательное трансформирование изображений

19. Пример сшивки

20. Пример сшивки

21. “Топография”. Уравнивание сети Некалиброванная камера Калиброванная камера

22. Инструменты самокалибровки в системе PHOTOMOD cамокалибровка (PHOTOMOD) калибровка в МИИГАиК без калибровки ошибки уравнивания сети фототриангуляции

23. Пример фотограмметрической обработки (1) БПЛА Птеро Canon EOS 5D, откалибрована. Высота залета: 900м. GSD: 12 см. Фрагмент блока: 2 маршрута по 6 снимков Опорных точек: 14 точек, Уравнивание: СКО (XYZ) 20 см, 21 см и 50 см на опорных точках. Уравнивание: СКО (XYZ)6 см, 6 см и 15 см на связующих точках. Совместное исследование МИИГАиК и «АФМ-Сервис» http://www.ptero.ru/files/miigak_resolution.pdf

24. Пример фотограмметрической обработки (2) Данные предоставлены ОАО «Газпром космические системы». БПЛА ZALA 421-04ф Блок: 26 маршрутов, 595 снимков Камера:Canon EOS 500D. Высота залета: 500 м GSD: 8 см. 25 маркированных опорных точек (3 точки были использованы как Контрольные) Уравнивание: СКО(опорные)15 см, 16 см, 12 см СКО (контрольные) 23 см, 29 см и 57 см. СКО(связующие) 8 см, 14 см и 69 см. Центры проекции: Систематическая ошибка по Z ~ 10м. Точность поперёк полета < 1.5м (макс). Вдоль полета до 14м (макс).

25. Пример фотограмметрической обработки (2) Ошибки на связующих точках. Вывод: неточная калибровка

26. Пример фотограмметрической обработки (2) Автоматически построенная матрица высот (перепад высот ~70 м)

27. Пример фотограмметрической обработки (2) Фрагмент ортофотоплана С использованием матрицы высот без выравнивания яркости

28. Выводы Для широкого внедрения аэросъемки с БПЛА требуется координация усилий как производителей БПЛА, так и пользователей их эксплуатирующих, а также разработчиков цифровых фотограмметрических систем. Рекомендации Пользователям: калибровать камеры, использовать объективы с фиксированным «фокусом», выдержки не длиннее 1/250 Производителям: Устанавливать 2х диапазонные GPS (важна их синхронизация с камерой), Устанавливать MEMS INS (~несколькограмм, несколько мм, от 250$), Модернизировать «автопилот» и электронику Разработчикам: Совершенствовать ЦФС Благодарности Благодарим компании: «Беспилотные системы ЗАЛА АЭРО», ОАО «Газпром космические системы», «АФМ-Серверс», ООО "Геометр-Центр", НПИ и КЦ "Земинформ", ЗАО «Транзас», ЗАО "Лимб" за помощь в подготовке материала, предоставление данных и полезные обсуждения.

29. Спасибо СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ