Calibração de um sistema fotogramétrico multi-câmeras para uso em aplicações de mapeamento com georreferenciamento direto

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ercolin Filho, Leonardo
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/47451
Resumo: Orientadora : Prof. Dr. Edson Aparecido Mitishita
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spelling Ercolin Filho, LeonardoKersting, Ana Paula BaungartenUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasMitishita, Edson Aparecido, 1956-2017-09-28T17:45:05Z2017-09-28T17:45:05Z2017http://hdl.handle.net/1884/47451Orientadora : Prof. Dr. Edson Aparecido MitishitaCoorientadora : Profa. Dra. Ana Paula Baungarten KerstingTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 31/03/2017Inclui referências : f. 123-132Resumo: Os sistemas fotogramétricos multi-câmeras são equipamentos utilizados na Fotogrametria que possuem um conjunto de câmeras digitais devidamente montadas e sincronizadas para capturar e gerar imagens sintéticas com maior área de cobertura. Em geral, esses equipamentos são integrados a sistemas de navegação global por satélites e navegação inercial (GNSS+INS) que registram a posição e orientação do sistema de imageamento no instante de aquisição de imagens. O processo de calibração de um sistema fotogramétrico multi-câmeras pode ser dividido em três etapas: [1] determinação dos parâmetros de orientação interior (POI) das câmeras que compõem o sistema de imageamento, [2] determinação e refinamento dos parâmetros de posição e orientação das câmeras em relação ao sistema de referência da imagem sintética, cuja etapa é também conhecida como "calibração de plataforma" e [3] determinação dos parâmetros de montagem que representam a posição relativa e os ângulos de desalinhamento existentes entre os sistemas de referência da imagem sintética e da unidade de medição inercial (IMU) do sistema GNSS+INS. Em geral, os fabricantes dos modelos comerciais como DMC (Digital Mapping Camera) da Hexagon/Integraph e UC (UltraCam) da Microsoft Vexcel utilizam métodos de laboratório para realizar a determinação dos POI e a calibração de plataforma, bem como a geração da imagem sintética. A determinação dos parâmetros de montagem da imagem sintética em relação ao sistema GNSS+INS é feita a partir de valores nominais do projeto de instalação entre a IMU e o conjunto de câmeras e não utiliza modelos matemáticos. Neste contexto, este trabalho apresenta diferentes metodologias bem como os resultados obtidos na calibração de um sistema fotogramétrico multi-câmeras modelo Trimble Aerial Camera x4 (TACx4) equipado com um sistema GNSS+INS modelo Applanix POS-AV para uso em aplicações de georreferenciamento direto. Diferentemente dos métodos de laboratório utilizados pelos fabricantes, as metodologias desenvolvidas neste trabalho utilizam imagens aéreas e métodos de campo em todas as etapas de calibração, ou seja, determinação dos POI das câmeras que compõem o sistema de imageamento, calibração de plataforma bem como determinação dos parâmetros de montagem, incluindo novos POI da imagem sintética. A eficiência e viabilidade do uso das metodologias em aplicações com georreferenciamento direto são analisadas utilizando blocos de imagens com diferentes configurações bem como a exatidão posicional para uso em projetos de mapeamento em escala cadastral. Palavras-chave: Sistema Fotogramétrico Multi-câmeras; Georreferenciamento Direto; Calibração.Abstract: The photogrammetric multi-camera systems are equipment's composed of a set of digital cameras properly mounted and synchronized to acquire and generate synthetic images with greater coverage area, as well as being integrated with a global navigation satellite and inertial navigation system (GNSS+INS) which provide the position and orientation of the imaging system at the time of image acquisition during a photogrammetric survey. The calibration process of a multi-camera can be divided basically into three steps: [1] determination of the interior orientation parameters (IOPs) of each camera comprising the imaging system, [2] determination and refinement of the position and orientation parameters of the cameras related to the synthetic reference image system, a step which is also known as "platform calibration" and [3] determination of the mounting parameters that represent the relative position and misalignment angles existing between the synthetic image and inertial measurement unit (IMU) reference systems. In general, the multi-camera system manufacturers as DMC (Digital Mapping Camera) from Hexagon/Intergraph and UC (UltraCam) from Microsoft Vexcel use laboratory methods for the IOPs determination and the platform calibration as well the synthetic image generation. The determination of the mounting parameters of the synthetic image in relation to GNSS+INS is made from nominal values of the installation project between the IMU and the set of cameras and does not use mathematical models. Based on this context, this research presents alternative methods and obtained results in the calibration of a multi-head camera system Trimble Aerial Camera x4 (TACx4) equipped with a GNSS+INS model Applanix POS-AV system for use in direct georeferencing applications. Unlike the laboratory methods used by the manufacturers, the methodologies developed in this work use aerial images and field methods in all calibration steps, i.e. determination of IOPs of each camera that composes the imaging system, platform calibration and determination of mounting parameters, including new IOPs of the synthetic image. The efficiency and feasibility to use the methodologies with direct georeferencing applications are analyzed using image blocks with different configurations as well the positional accuracy for use in mapping projects registration scale. Keywords: Photogrammetric Multi-Camera System; Direct Georeferencing; Calibration.154 f. : il. algumas color.application/pdfDisponível em formato digitalGeodésiaFotogrametriaGeorreferenciamentoTesesCalibração de um sistema fotogramétrico multi-câmeras para uso em aplicações de mapeamento com georreferenciamento diretoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - LEONARDO ERCOLIN FILHO.pdfapplication/pdf5935407https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/47451/1/R%20-%20T%20-%20LEONARDO%20ERCOLIN%20FILHO.pdfb64d6921ea6f683fcf3dc9fed0d7252cMD51open access1884/474512017-09-28 14:45:05.255open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/47451Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082017-09-28T17:45:05Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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