Fotogrammetrija kā rīks negadījuma vietas dokumentācijai

Galvenā problēma

Līdz šim, izmeklējot ceļu satiksmes negadījumu, ekspertīžu iestādēm bija divas iespējas:

• Izmantot lāzerskeneri, kas nodrošina labus rezultātus. Tomēr lāzerskeneri ir dārgi, un tāpēc ir pieejams tikai ierobežots ierīču skaits. Tas rada kavēšanos un sarežģītu resursu plānošanu, kā arī ierīču pārvietošanu no vienas valsts daļas uz citu.
• Vai arī tradicionālā pieeja, kas nozīmē skicēšanu ar roku un aptuveni 100 fotogrāfiju uzņemšanu notikuma vietā. Šī metode nodrošina ceļu satiksmes negadījuma vietas dokumentāciju, bet tā nedod labu situācijas izpratni. Lielākas vietas skicēšana var būt arī ļoti laikietilpīga, paturot prātā, ka precizitāte būs ierobežota.

Vietējais policijas departaments vēlējās noskaidrot, kā un vai fotogrammetrija varētu palīdzēt vieglāk un precīzāk ievākt datus. Tas nozīmētu aprēķināt sadursmju leņķus, automašīnu ātrumu, identificēt objektus un izmērīt un aprēķināt attālumus, izmantojot tikai un vienīgi fotogrāfijas no droniem, fotogrāfijas no zemes un fotogrāfijas no apkārtējiem. Policijas departaments vēlējās saprast, cik ātri viņi varētu atbrīvot avārijas vietu un atvieglot satiksmi. Viņi arī bija ieinteresēti noskaidrot, cik vieglāk, ātrāk un precīzāk varētu veikt aprēķinus ar fotogrammetrijas programmatūru.

Ātra datu iegūšana

Lai panāktu absolūtu precizitāti, projekts ir jāsamēro un/vai jādefinē kontrolpunkti. Par pamata bāzi tika izmantots 3Dsurvey (zemes kontrolpunkti, kas izvietoti 3 metru attālumā). Šī metode ir 5 reizes ātrāka, un tās izmaksas ir 1/20 daļa GNSS ierīces cenas. Policija var vienlaicīgi apstrādāt daudz vairāk gadījumu un pavadīt mazāk laika nedrošā teritorijā. Turklāt, policija varēja sasniegt tādu pašu orientēšanās kvalitātes līmeni. Salīdzinot GCP punktus ar GNSS ierīcēm, lietotājiem nav nepieciešama apmācība, lai noteiktu objektu atrašanās vietu.

Negadījuma vieta tika uzņemta ar DJI Phantom 4 Pro – vidējas klases dronu par pieejamu cenu. Tā kā lietotājiem nebija pieredzes dronu vadīšanā, lidojuma uzdevumu automatizēja “3Dsurvey Pilot” lietotne. Lai automātiski uzņemtu attēlus, tika izmantots apļa lidojuma režīms. 3Dsurvey Pilot lietojumprogramma vadīja dronu ap objektu pa iepriekš definētiem perimetriem. Tie tika iestatīti pirms lidojuma notikuma vietā, izmantojot google maps 3Dsurvey Pilot lietotnē. Lai palielinātu uztvertās informācijas detalizācijas pakāpi, drons tika iestatīts uz attēlu uzņemšanu 3 reizes, katru reizi no cita augstuma. Šos attēlus vēlāk izmantos, lai izveidotu negadījuma vietas 3D modeli, izmantojot fotogrammetrijas programmatūru.

Kad attēli bija uzņemti, policija varēja apstiprināt avarējušo automašīnu aizvākšanu un atkal atvērt ceļu satiksmei. Pēc tam pilns attēlu komplekts tika nogādāts birojā, lai veiktu kartēšanas procesu.

Bezpilota lidaparāts: DJI Phantom 4 PRO

Kamera: iebūvēta, 120 attēli – 3x riņķveida lidojums (augstums: 10m, 15m, 20m)

GCP skaits: 3 – vietējā koordinātu sistēma;

Objekta izmērs: 50m x 50m

3Dsurvey process sākas ar visu negadījuma vietā uzņemto fotoattēlu importēšanu programmā. Izmantojot komplekta pielāgošanas posmu, programmatūra atpazīst un atrod kopīgus punktus starp attēliem, saskaņo tos un ģenerē neapstrādātu 3D modeli, ko sauc par “izkliedētu punktu mākoni”. Pēc tam jāveic attēlu orientēšana.

Tā kā tika izmantoti 3Dsurvey zemes kontrolpunkti, policijai ar rokām vajadzēja atlasīt tikai 3 GCP punktus vienā attēlā. Visi pārējie GCP punkti tika automātiski atrasti. Programmatūra automātiski atlasa visus attēlus, kuros redzami zemes kontrolpunkti, panākot visaugstākās pakāpes precizitāti (līdz 2 cm) mērogā un mērījumos.

Tālāk tiek veikta rekonstrukcija, kas izveido ļoti detalizētu 3D punktu mākoni un ģenerē notikuma vietas 3D modeli. Tas ir ideāls datu ievades tips teksturēta un pilnīga 3D modeļa ģenerēšanai. Mērījumiem tika izmantotas integrētās CAD funkcijas. Tas sniedza ekspertiem precīzu informāciju, lai rekonstruētu negadījumu (leņķi, attālumi utt.).

Attēlu iegūšana: 15 minūtes – uz vietas

Pilnīga datu apstrāde: 3 stundas – ārpus objekta, birojā

Izvades dati:

3D modelis OBJ formātā – standarta 3D formāts

3D skice ar vektoru CAD līnijām (visas detaļas, attālumi, leņķi, mērījumi, objektu attiecības) eksporta formāts DXF

Ortofoto karte JPG un KMZ formātā, kas gatava Google Earth (iespējama negadījumu kartes izveide, noteikta atrašanās vieta…).

Negadījuma vietas vizualizācija / Tūlītēja notikuma vietas kartēšanas izmantošana prezentācijai

Digitalizēta notikuma vieta

Līdz pat 7 reizes mazāks datu vākšanai un apstrādei patērētais laiks

Vislielākā iespējamā precizitāte un pareizība spēka aprēķinos un attāluma mērījumos

Līdz 79 % zemākas iegādes izmaksas salīdzinājumā ar citiem mūsdienīgiem risinājumiem

Iespējama rezultātu atkārtota izmantošana kartēm, citām ieinteresētajām pusēm

Fotogrammetrijas programmatūra, kas ir saderīga ar vairākiem datu ievades veidiem un droniem