[Home Page]

Informace o konferenci »7th Conference on Optical 3-D Measurement Techniques« ve Vídni

Ve dnech 3. – 5. října 2005 proběhla ve Vídni konference »7th Conference on Optical 3-D Measurement Techniques« [1]. Jednalo se o jednu z nejvýznamnějších konferencí z oblasti 3D optické měřičské techniky v tomto roce.
Organizátorem konference byl Institut geodézie a geofyziky Vídeňské technologické university (TU Wien) a Institut geodézie a fotogrammetrie Švýcarského federálního institutu technologií v Curychu (ETH Zürich). Konference vznikla za podpory významných mezinárodních organizací činných v oblasti geodézie: FIGI komise 5II a 6III, IAGIV komise 4.2V a ISPRSVI komise VVII.
Konference Optical 3-D Measurement Techniques jsou organizovány těmito institucemi každé dva roky ve Vídni nebo v Curychu.
V letošním roce konference hostila 151 delegátů z 27 zemí světa, bylo předneseno 79 referátů a prezentováno 24 posterů. Konferenci doplnila prezentace šesti firem, které představily své produkty v kuloárech u jednacích sálů.

Referáty byly rozděleny do 13 tematických sekcí:

  • Optical 3-D Measurement Techniques / Areas of Applications (Optická 3-D měřící technika/ možnosti aplikací)
  • New (Digital Camera) Developments (Nový vývoj v digitálních kamerách)
  • Surface Measurement Techniques (Měřické techniky pro určování ploch)
  • Close-range Imaging and Metrology (Snímkování a metrologie na krátké vzdálenosti)
  • Mobile Mapping systems (Mobilní mapovací systémy)
  • Mobile Mapping systems / Multi Sensor Systems (Mobilní mapovací systémy/více senzorové systémy)
  • Measurement and Modelling in »As-built« applications (Měření a modelování v »technických« aplikacích)
  • Calibration Measurement and Modelling in »As-built« applications (Kalibrační měření a modelování v »technických« aplikacích)
  • Laserscanning (Laserové skenování)
  • Laserscanning / Point Clouds (Laserové skenování/mračna bodů)
  • 3D-Modelling (3D modelování)
  • Face-and Body-Modelling (Modelování obličeje a těla)
  • Face-and Body-Modelling / Surface Measurement Techniques (Modelování obličeje a těla / měřické techniky pro určování ploch)
    Největší počet referátů byl věnován laserovým skenovacím systémům (LSS). Za katedru speciální geodézie stavební fakulty ČVUT v Praze se konference aktivně zúčastnili ing. B. Koska (referát) a ing. T. Křemen (poster). Na dalších řádkách bychom vás rádi seznámili s obsahem několika zajímavých referátů.

    Obsah vybraných - referátů

    Lichti D., Franke J.: Self-Calibration of the iQsun 880 Laser Scanner (Kalibrace laserového skeneru iQsun 880)
    V tomto referátu autoři představili komplexní a původní metodu k určení systematických chyb LSS. Ze systematických chyb jsou určovány: kolimační chyba, úklonná chyba, indexová chyba, konstanta dálkoměru, amplituda sinusové chyby v délce a amplituda a fáze sinusové chyby v horizontálním směru. Metoda je založena na zaměření prostorové sítě cca 200 bodů ze dvou stanovisek s pootočením přístroje o 90° kolem vertikální osy. Síť bodů je tedy zaměřena osmkrát. Do vyrovnání s velkým počtem nadbytečných měření jsou začleněny uvedené systematické chyby jako neznámé parametry.
    Metoda byla aplikována na LSS iQsun 880 (dnes FARO). Vyrovnání odhalilo neočekávaně velké hodnoty systematických chyb, které je nutné začlenit do kalibračních parametrů přístroje. Měření bylo také zopakováno pro ověření stability vypočtených hodnot. Při opakovaném testování byly odhaleny prokazatelné změny těchto systematických chyb. To může být způsobeno modulovou konstrukcí LSS iQsun (FARO).
    Komentář autorů: Přes velmi razantní nástup technologie laserového skenování v geodetické praxi jsou metody kalibrace a obecně také posuzování přesnosti měření LSS oblastí nepříliš prozkoumanou (pravděpodobně jediná další publikovaná komplexní kalibrační metoda pro LSS je [2]). Z důvodu konstrukce LSS nemohou být systematické chyby odstraněny měřením v obou polohách. Proto lze uvedenou metodu považovat za velmi přínosnou jak pro výzkum tak pro praxi.

    Dobers, T. et al.: Using a Laser Scanner for the Control of Installations at CERN (Používání LSS pro kontrolu instalace v CERNu – Evropské laboratoři pro fyziku částic)
    Autoři ve svém článku přiblížili použití skenovacího systému HDS 3000 pro dokumentaci skutečného stavu v instituci CERN při výstavbě LHC urychlovače (Large Hadron Collider), který bude umístěn v existujícím obvodovém tunelu, kde se dříve nacházel urychlovač LEP (Large Elektron Positron Collider). Skenování bylo použito pro určení skutečného stavu infrastruktury umístěné v tunelu po demontáži LEP. Dále byla určena poloha rozvodného potrubí pro helium, které bude sloužit jako napájení supravodivých magnetů a zaměření desek pro upevnění zásobovacího jeřábu. Naměřená data byla zpracována v programech Euclid, Catia, AutoCAD a Cyclone. Naměřená mračna bodů byla v programech Catia a Cyclone porovnávána s CAD modelem.
    Provedené skenování bylo příležitostí pro získání kompletní dokumentace skutečného stavu podzemních prostor a infrastruktury v nich umístěné a přispělo ke kontrole kvality budovaného LHC.

    Koska, B. – Pospíšil, J. – Štroner, M.: The Result Presentation of the Development of Laser and Optic Rotating Scanner LORS and Introduction of Public Library of Classes and Functions SPATFIG (Prezentace výsledků vývoje laserového a optického rotačního skeneru LORS a představení veřejné knihovny tříd a funkcí SPATFIG)
    V první části referátu byly prezentovány aktuální výsledky z vývoje 3D laserového a optického rotačního 3D skeneru LORS, který je vyvíjen na pracovišti autorůVIII. Tento systém je založen na snímání laserové stopy, která je promítána na zaměřovaný objekt, digitální kamerou. Objekt je umístěn na točně. V příspěvku je prezentováno teoretické i praktické řešení systému a je experimentálně ověřena jeho přesnost. V současné podobě je systém vhodný pro skenování malých předmětů.
    V druhé části referátu byla představena veřejná (pod GNU GPLIX) knihovna tříd SPATFIG (Spatial Figure – prostorový útvar). Tato knihovna umožňuje prokládání geometrických útvarů (primitiv) v prostoru množinou bodů v souladu s metodou nejmenších čtverců. Použitý programovací jazyk je C++. Prokládání geometrických útvarů mračnem bodů je jedou ze základních funkcí softwaru LSS, která se používá při zpracování měření objektů složených z matematicky snadno definovatelných útvarů (tovární haly apod.). V referátu byly uvedeny možné aplikace vyvíjené knihovny, vývoj a současný stav teorie v této oblasti, shrnuty existující softwarové nástroje s uvedením jejich nedostatků a prezentovány výsledky srovnání knihovny SPATFIG s komerčními produkty. Tento projekt je základní složkou disertační práce prvního z uvedených autorů.
    Komentář autorů: Při testování knihovny SPATFIG došlo k odhalení použití nesprávné funkce v algoritmu pro prokládání některých útvarů v jednom z nejrozšířenějších komerčních softwarů k zpracování mračna bodů 3Dipsos verze 3.0 (ověřeno pro kouli a válec). Producentem tohoto softwaru je firma MENSI jejímž vlastníkem je společnost TRIMBLE.

    Abdelhafiz, A. – Riedel, B. – Niemeier, W.: »3D Image« as a Result from the Combination between the Laser Scanner Point Cloud and the Digital Photogrammetry (»3D image« jako výsledek kombinace mračna bodů z LSS a digitální fotogrammetrie)
    V tomto referátu autoři představují původní produkt tzv. »3D image«. Jedná se o fotografii, u které jsou každému pixelu přiřazeny prostorové souřadnice.
    Hlavní výhodou tohoto produktu je podle autorů snadné používání, což umožňuje jeho použití i nekvalifikovaným osobám, které potřebují jednoduše měřit prostorové vzdálenosti. Jedná se zejména o statiky (při práci na rekonstrukcích, při tvorbě dokumentaci existujících staveb nebo kontrole rozměrů po realizaci stavby) a vedoucí staveb. Další výhodou je jednoduchá a rychlá tvorba »3D image« ve srovnání s trojrozměrným modelem a nízká hardwarová náročnost na straně uživatele.
    K vytvoření »3D image« je potřeba LSS a kalibrovaná digitální kamera. K vnější orientaci snímků je použito několika identických bodů z naměřeného mračna a další identické body jsou použity na zvýšení přesnosti vztahů mezi snímky. Výpočet je proveden metodou svazkového vyrovnání. Prvním z autorů byl vytvořen program k prohlížení »3D image« a k měření prostorových vzdáleností. 3D souřadnice pixelů, kterým neodpovídá žádný bod mračna, jsou při prohlížení interpolovány z okolních pixelů, u kterých jsou souřadnice známy.
    V příspěvku je popsána praktická aplikace metody pří zaměření fasády budovy. Výsledná přesnost souřadnic z »3D image« byla posouzena zaměřením kontrolních bodů totální stanicí (směrodatnou odchylka TS cca 3 mm). Pří použití LSS HDS 2 500 s průměrnou vzdáleností mezi body 3 cm a snímků s velikostí pixelu na objektu přibližně 6 mm je uváděna výsledná přesnost »3D image« 14 mm.

    Křemen, T.: Testing of Terrestrial Laser Scanners (Testování terestrických LSS)
    Autor se ve svém příspěvku věnuje testování terestrických laserových skenerů provedených na katedře speciální geodézie, fakulty stavební ČVUT v Praze. Jednalo se o testování čtyř skenovacích systémů (GS 200, HDS 2500, LMS-Z 360i a Callidus 1.1) užívajících pro měření principu prostorové polární metody, kde délky jsou měřeny laserovým dálkoměrem (princip měření tranzitního času). Byly provedeny dva experimenty. První se věnoval ověření schopností skenerů měřit různé druhy materiálů pod různými úhly dopadu a druhý ověřoval schopnost zaměření objektů pod velmi strmými úhly dopadu.
    Výsledky prvního experimentu byly pro všechny testované skenery velmi podobné. Výraznější potíže se vyskytovaly jen při měření tmavých, lesklých a průhledných materiálů. Z výsledků druhého experimentu lze usuzovat, že zaměření hran pod velmi strmými úhly dopadu může vykazovat významné odchylky od skutečnosti.

    Bellmann, A. et al.: 3D-Modeling of Dinosaurs (Modelování dinosaurů)
    Autoři v příspěvku představují možnost určování objemu, hmotnosti a plochy těla u vyhynulých zvířat na základě přesné znalosti tvaru jejich kostry. Pro zaměření koster použili laserové skenování, které z části nahradilo dosud používanou fotogrammetrii (pro měření byl použit skenovací systém S 25 Mensi a digitální kamera Canon EOS 1D Mark II). Před samotným měřením koster vyhynulých zvířat provedli analýzu výpočetních algoritmů pro objem, hmotnost a plochu těla. Referenčními objekty pro tuto analýzu se stalo tělo nosorožce a kostra mláděte slona. Po vyhodnocení výsledků získaných ze zaměřených referenčních objektů, provedli autoři zaměření několika kompletních koster dinosaurů např. stegosaura nebo alosaura a vymodelovali povrch, objem a hmotnost jejich těl.

    Shrnutí

    »Optical 3-D Measurement Techniques« je bezesporu jednou z nejvýznamnějších konferencí z oblasti 3D optické měřičské techniky v letošním roce. Tomu odpovídá množství prezentovaných příspěvků, šíře diskutovaných témat, účast delegátů téměř z celého světa a podpora nejvýznamnějších mezinárodních geodetických organizací.
    Bližší informace o uvedených i neuvedených referátech lze získat ze sborníků konference [3] a případně u autorů článku.
    Další konference v řadě »Optical 3-D Measurement Techniques« proběhne v září 2007 v Curychu (Švýcarsko). Doufáme, že se opět zúčastníme této výjimečné události a budeme mít možnost vám přiblížit nejzajímavější referáty. Tento článek vznikl v rámci projektu MŠMT 6840770005.

    Literatura:

    [1] Oficiální webová stránka konference: http://info.tuwien.ac.at/ingeo/optical3d/o3d.htm
    [2] Rietdorf, A. – Gielsdorf, F. – Gruendig, L.: A Koncept for the Calibration of Terrestrial Laser Scanners. In: Proceedings of the INGEO 2004, Bratislava.
    [3] Grün, A. – Kahmen, H.: Optical 3-D Measurement Techniques VII. Proceedings of the »7th Conference on Optical 3-D Measurement Techniques«. Vídeň, 2005.

    I International Federation of Surveyors
    II Positioning and Measurement
    III Engineering Surveys
    IV International Association of Geodesy
    V Applications of Geodesy in Engineering
    VI International Society for Photogrammetry and Remote Sensing
    VII Close-Range Sensing: Analysis and Applications
    VIII Katedra speciální geodézie, Fakulta stavební, České vysoké učení technické v Praze
    IX GNU’s Not Unix General public license

    Ing. Bronislav Koska, ing. Tomáš Křemen, FSv ČVUT v Praze Katedra speciální geodézie (K154)

    vyvěšeno: 10.02.2006
    ID článku: 1958


    Z časopisu Zeměměřič č. 06-01a02
    [Server] Ze zahraničí [Pošta]