Abstrakti
Kolmiulotteiset mittausteknologiat kuten laserkeilaus ovat automatisoineet 3D-kartoituksen. Nykyisillä menetelmillä on kuitenkin ongelmia ympäristöissä, joihin satelliittipaikannusjärjestelmä ei ylety. Maalaserkeilaus (TLS) näissä ympäristöissä on työlästä, aikaa vievää ja aineistoon jää helposti aukkoja. Tällöin voidaan hyödyntää samanaikaisesti paikantavia ja kartoittavia (SLAM) laser-keilaimia. Valitettavasti, SLAM-laserkeilaimien mittausmenetelmien ja jälkiprosessoinnin vaikutuksia ei ole juurikaan arvioitu.
Väitöskirjassa tutkittiin ja kehitettiin SLAM-laserkeilaimien soveltuvuutta rakennetun ympäristön 3D-kartoittamiseen. Tämä toteutettiin hypoteesin avulla, jonka mukaan SLAM-laserkeilaimien mittausreittien ja toimintatapojen kuten aineistojen yhdistämisen ja jälkiprosessoinnin kehittämisellä ne soveltuvat paremmin 3D-kartoitukseen. Mittausreittejä ja toimintatapoja tutkittiin kahdessa käyttötapauksessa hyödyntäen kahta kaupallista SLAM-laserkeilainta. Kokeiluissa tutkittiin mittausreitin ja ympäristön piirteiden vaikutusta SLAM-laserkeilaukseen sekä integraatiomenetelmää, jossa SLAM-laserkeilauksen pistepilveä hyödynnettiin tukiaineistona TLS-pistepilvien rekisteröinnissä. Lisäksi tutkittiin paikannuksen drift virheen pienentämistä jälkiprosessoinnissa.
Työn tulokset osoittivat useita SLAM-laserkeilausmittausten suorituskyvyn kehitystapoja. Mittausreitin tulisi sisältää ympäristöstä riippuen sisäisiä kierroksia. Vakaissa ympäristöissä saadaan paras pistepilven tarkkuus tekemällä mahdollisimman vähän sisäisiä kierroksia, kun taas epävaikaissa ympäristöissä niitä tarvitaan enemmän. Monissa rakennetun ympäristön kohteissa mittausreitti koostuu näiden yhdistelmästä. Lisäksi mittausreitin sisäisten kierroksien tulisi kiertää ympäristön kohteita ja halkaisijan koko tulisi valita ympäristön mukaan. Näiden lisäksi SLAM-laserkeilaimen näkymäalue tulisi suunnata sisäisen kierroksen keskelle. Ympäristöjä, jotka sisältävät liikettä, epätasaisesti jakautuneita maamerkkejä, joita SLAM-algoritmi hyödyntää kartoituksessa tai avoimia alueita, tulisi välttää SLAM-laserkeilaimilla. Mikäli välttäminen ei ole mahdollista, SLAM-laser- keilaimen maksimimittausetäisyys tulisi valita tarpeen mukaan tai ympäristöön tulisi lisätä maamerkkejä. Näiden avulla voidaan välttää vääristymiä. Kuitenkin vääristymät olivat yksisuuntaisia ja niitä voidaan vähentää SLAM-laserkeilaimien pistepilvistä jälkiprosessointimenetelmillä. SLAM-laserkeilaimen ja TLS yhdistämisen tuloksien pohjalta 3D-rekonstruktioita voidaan tuottaa tarpeen mukaan optimoiduilla tarkkuuksilla ja työssä tehdyssä koetyössä mittaamiseen kului 72% vähemmän aikaa.
Työn tulosten mukaan mittausreittejä ja toimintatapoja kehittämällä SLAM-laserkeilaimia voidaan hyödyntää rakennetun ympäristön 3D-kartoitukseen entistä tehokkaammin, jolloin erilaisten 3D-mittaussovellusten vaatimukset voidaan saavuttaa paremmin.
Julkaisun otsikon käännös | Samanaikaisesti paikantavien ja kartoittavien käsilaserkeilainten mittausstrategian ja jälkiprosessoinnin parantaminen |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-1270-2 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-1271-9 |
Tila | Julkaistu - 2023 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- samanaikaisesti paikantava ja kartoittava
- laserkeilaus
- 3D-rekonstruktio
- rakennettu ympäristö
- pistepilvi
- mittausreitti
- 3D-kartoitus
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Samanaikaisesti paikantavien ja kartoittavien käsilaserkeilainten mittausstrategian ja jälkiprosessoinnin parantaminen'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Laitteet
-
-
i3 – Industry Innovation Infrastructure
Sainio, P. (Manager)
Insinööritieteiden korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility