Yakın resim fotogrametrisinde mikrofotogrametrik uzman sistem tasarımı, tesisi ve kalibrasyonu
A micro-photogrammetric expert systems design, application and calibration in close range photogrammetry
- Tez No: 143083
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ALTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Günümüzde, mikrofotogrametri elektronik sanayiinden sağlik hizmetlerine ve özellikle uzay endüstrisine kadar pek çok disiplinle birlikte çalışmaktadir. Bu çalışmalara destek sağlayan ve laboratuvar çalışmalarında kullanılan uzman sistemler, günden güne önemli bir yer tutmaktadır. Bu sebeplerle bir uzman sistemin inşaası ve çok küçük objelerin kalite kontrolü amaçlı 3D modellenmesi çalışmalarında yeni teknolojilerin araştırılması için dijital görüntü desdekli çalışmalar ve algılayıcı teknolojisinde yeni kalibrasyon tekniklerinin kullanılması gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Öncelikle, bir uzman sistem inşaası ve sistemin kalibrasyonu bu doktora tez çalışmasının amacını oluşturmaktadır. Bundan sonra da bu uzman sistem bitirme çalışmaları, yüksek lisans çalışmaları ve doktora tezlerinin çalışmalarında kullanılabilecektir. Uzay teknolojileri araştırmaları ile ilgili çalışan günümüz üniversiteleri 0.5 mm'lik yüksek presizyonlu ölçmeler ve algılayıcı araştırmalarında görüntü elde etmek için bu çeşit uzman sistemlere sahiptir. Geliştirilen görüntü bazlı programlama teknikleri esasen çoklu algılayıcı sistemlerinden gelen verinin işlenmesi ve idaresinde kullanılmaktadır. Görüntü bazlı sistemlerin ayrımında kullanılan yapılar çok algılayıcı yapıların temelini oluşturan görüntü bazlı çalışma dizaynı kullanılır. Sonuçta gerçek zaman problemi, çok işlemli ve görüntü bazlı yazılım mimarisi kullanımı ile çözülür. Bu uzman sistem dijital video kameralar ve dijital algılayıcılar ve de PC ile çalışmaktadır. Dijital fotogrametrik uzman sistemler, yüksek çözünürlüğe sahip CCD (Charge Couple Device) kameraların gelişmesi ve bilgisayarların güçlenmesi ile uzun yıllardır endüstride pek çok çeşit ölçme problemlerini çözmekte kullanılmaktadır. Yakın resim fotogrametrisi uygulamalarında endüstriyel platformların çalışma şartlan genellikle güçtür. Bu şartlar altında, jeodezi ve fotogrametri mühendisi en iyi çözümü deney alanı içerisinde bulmak zorundadır. Endüstriyel çizgi tarayan video kameralar geniş ölçüde yakın resim fotogrametrisi ve machine vision uygulamalarına geniş ölçüde adapte edilmektedir. Dijital resimler için gövdeye bağlı depolama ünitelerinin kolay depolama ve taşınabilirlik avantajlarına rağmen endüstriyel kameralar küçük algılayıcı boyutu ve dev resim ölçeği imkanları ve de PCI kartı gereksinmeleri ile kullanım sağlar. Üç boyutlu olarak bilgisayar ile görüntüleme de en önemli konu kamera kalibrasyonudur. Özellikle yüksek doğruluk gerektiren boyut ölçmelerinde metrik bilgiler önemlidir. önerilen teknik farklı yöneltilmiş kameralardan elde edilen görüntülerin aynı anda kullanılmasıdır. Bu teknik stereo olarak kullanılan kamera donanımının kalibre edilmesi ile genişletilmiştir. Fotogrametrik amaç olarak her kameraya ilişkin yöneltme parametreleri ve objeye ait üç boyutlu nokta bulutu ile birlikte birbirlerine bağlı olarak demet dengelemesi yöntemi ile aynı anda hesaplanır. Uzman sistemlerde donanım ve yazılım birlikte çalışır. Bu uzman sistemlerin temel algoritmik yapısıdır. Bu çalışmada, uzman sistem ekipmanı CDP 50 (Linear Variable Differential Transducer) ile betonarme zemin deneyinde test edilmişlerdir. Deformasyon analizine yönelik deneysel çalışma inşaat mühendisliğine yönelik bir yakın resim fotogrametrisi uygulaması olarak düşünülmüştür. Endüstriyel fotogrametrik uygulamalar içinde kullanılan EEEE 1394 standardındaki endüstriyel kameraları uzman sistemin en önemli parçasını oluşturmaktadır ki bu kameralar 16 mm sabit odak uzaklıklı Pentax lensler için test alanında kalibre edilmişlerdir. Deformasyon belirlenmesinde, Yapı-Deprem Laboratuvannda bulunan betonarme zemin numunesine Actuator ile adım adım yükleme yapılmış bu sırada numunenin alt yüzeyini görüntüleyecek şekilde diagonal olarak tesbit edilmiş sabit kameralardan deney boyunca görüntü alınmıştır. Fotogrametrik hesaplama için kullanılan ana yöneltme deneyin ilk adımında alınan ilk resim çifti için belirlenmiştir. Sinyal noktalarının konumu, oluşan deformasyonlan bize doğrudan verebilecekleri şekilde belirlenmiştir. Bundan sonra bu sinyal noktalan arasındaki koordinat uzunlukları kompas ile ölçülerek ilk adım da demet dengelemesinde şart denklemleri bu ölçmeler ile kurulmuştur. Demet dengelemesi sonucunda dış yöneltme parametreleri yeterli doğruluk ile bulunmuştur.Sonuç olarak üç boyutlu zemin yüzey modeli hassas olarak belirlenmiş ve deney süresinde oluşan deformasyonlar gösterilmiştir. Zemin yüzeyinde oluşan deformasyonlar fotogrametrik değerlendirme ile sinyal noktalan kullanılarak resim ölçeğinde belirlenmişlerdir. Sonunda bulunan deformasyonlar deney sırasında kullanılan TML CDP 50 (Linear Variable Differential Transducer) ile bulunan deformasyon sonuçlan ile karşılaştınlmıştır. Bu test sonunda endüstriyel uzman sistemin bu tip endüstriyel uygulamalarda basan ile kullanılabileceği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Nowadays, Microphotogrammetric works have been deal with the other science like electronic, medicine espeacially space researchers. Expert Systems which have been used for this works have been improved and become improtant day by day. Therefore an expert system would have been built and used for researching the new tecnologies and measuring the very small objects for quality control and 3D modeling with aided computer vision technologies also using new calibration researching for the sensor technologies, etc. Firstly, built an expert system and calibrate this system is the aim of this Ph.D. Thesis. After that this expert system will have been used for diploma thesis, Master Degree Thesis and also Ph.D. Thesis in the future. The modern universities which deal with this technologies of space reasearching have an expert system like this for imaging, 0.5 mm high precise measuring and researching the sensor tecnologies. The frame-based programming technique was developed to provide the appropriate multi-sensor data management. The visual programming of data flows is naturally available through the usage of this approach. The appropriate set of the frame types is formed to design the most generic multisensory framework. Finally, the problem of real-time, multi-processor implementation of the frame-based software architecture is used. This expert system works with digital video cameras which included digital sensors and also PC. Digital photogrammetric systems have been used to solve various measurement problems in industrial applications for many years, ever since high-resolution CCD cameras and powerful computer technologies have been available. In close range photogrammetric applications, working conditions of the industrial platforms are usually difficult. In these conditions, a surveying engineer has to find the best solution for the problem especially in the experimental area. Industrial line-scan video cameras have been widely adapted for close range photogrammetry and machine vision applications.Although the advantages of onboard storage of digital images, such as quick data storage and portability, industrial cameras are replacing small format sensor on cameras with possibility of the huge image scales and PCI cards requirements. An important task in 3D computer vision is camera calibration, especially when metric information is required for applications involving accurate dimensional measurements. The proposed technique only requires that the camera observes a pattern shown at different orientations. This technique has been recently extended to the calibration of a stereovision sensor. Using a photogrammetry approach, the intrinsic parameters of each camera, the 3D points of the pattern and the relative position and orientation of the two cameras are computed all together using bundle adjustment. For the expert systems, hardware and the software have been worked together. This is the fundamental algorithm of the expert systems. In this study, the equipments of expert system have been tested with CDP 50 (Linear Variable Differential Transducer) in an experiment of reinforced concrete slab deformation. Experimental process in deformation analysis has been designed for civil engineering close range applications in this study. For an application in industrial photogrammetry, twin industrial cameras with IEEE 1394 standard, which are the essential part of an expert system has been calibrated with 16 mm fix focused lenses from Pentax on a test field. In order to determine the deformations of a reinforced concrete slab loaded stepwise by an actuator in the Earthquake Laboratory, these cameras are located in the object diagonal with stereoscopic view of the slab surface. The main orientation of the photogrammetric extraction has been obtained from the first image set of the experiment steps. The configuration of the signal points have been designed which coordinate differences give us the deformation directly. Afterwards for orientation process, coordinate differences between suitable signal points, which is decided during the test, have been measured with a compass. These differences have been used for condition equations in the Bundle Block Adjustment. At the end of the bundle block adjustment, the derived exterior orientation parameters have been obtained with enough accuracy. The 3D surface model of the slab has been obtained precisely and the deformations of the slab have been documented. The deformations on the slab have been obtained in the photogrammetric restitution for signal points in image scale. At the end, the results of photogrammetric and TML CDP 50 have been compared. At last these test shows that industrial expert systems can be used in such industrial applications with success.
Benzer Tezler
- Yakın resim fotogrametrisinde cep telefonu kameralarının kullanımının araştırılması
Research of the cameras of mobile phones in close range photogrammetry
ALİ ERSİN GÜRBAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Jeodezi ve FotogrametriAksaray ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERRUH YILMAZTÜRK
- Yakın resim fotogrametrisinde kullanılan teroskopik resim çekme yöntemlerinin değerlendirme ve nokta duyarlılıklarına etkisi
Effects of capturing stereoscopic photograph methods that used in close range photogrammetry on evaluating and point precision
FATİH TUNÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Jeodezi ve FotogrametriSelçuk ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. FERRUH YILDIZ
- Yakın resim fotogrametrisinde ölçme sistemleri için matlab arayüz çalışması
Matlab gui development for near range photogrammetry measurement systems
AVNULLAH KANÇURA
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Jeodezi ve FotogrametriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BAHADIR ERGÜN
- Yakın resim fotogrametrisinde ağ tasarımı ve optimizasyonunun incelenmesi
The Research on network design and optimization in close range photogrammetry
ESRA TUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Jeodezi ve FotogrametriKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMİNNUR AYHAN
- Yersel fotogrametrik kamera kalibrasyon alanı tesisi ve ölçmesi
A construction of camera calibration field for close range photogrammetric camera calibration
CUMHUR ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Jeodezi ve FotogrametriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. BAHADIR ERGÜN