عنوان پایان‌نامه
طراحی اجرا کا لیبرا سیون و ارزیا بی یک سیستم رقومی فتو تو تال استیشن
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری - فتوگرامتری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1857;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46855
- تاریخ دفاع
- ۰۳ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- حسن تیماجی
- استاد راهنما
- محمد سعادت سرشت
- چکیده
- به دلیل وجود محدودیتهای زمانی و بودجه ای سازمان میراث فرهنگی، در اکثر موارد هیچگونه اطلاعات مستند نگاری کاملی از سایت های باستانی و آثار میراث فرهنگی در دست نمی باشد. بنابراین ارائه یک روش نقشه برداری سریع، کم هزینه، ساده و قابل انعطاف از آثار میراث فرهنگی می تواند بسیار راه گشا باشد. به نظر میرسد با تلفیق توتال استیشن و دوربین رقومی که در این تحقیق سیستم فتو توتال استیشن (PTSS ) نامیده شده است می توان با سرعت بالا، هزینه کم و دقت مناسب، به ایجاد آرشیوی از تصاویر فتوگرامتری پرداخته تا در فرصت مناسب و حتی بعد از گذشت زمان طولانی و یا بروز حادثه، امکان مستندنگاری عوارض باستانی بدون مراجعه به سایت از طریق اندازه گیری روی تصاویر توجیه شده وجود داشته باشد. از دیدگاه تلفیق داده ها و سنجنده ها، بنظر می رسد توتال استیشن و دوربین رقومی می توانند مکمل مناسبی برای یکدیگر باشند. یکی از مهمترین مسائلی که در فتوگرامتری زمینی وجود دارد، توجیه و زمین مرجع کردن تصاویر است. از آنجا که این امر نیاز به امور مقدماتی نصب تارگت و اندازه گیری مختصات سه بعدی آنها دارد امری وقت گیر و هزینه بر است. لذا اگر بتوان توجیه تصاویر را توسط مشاهدات توتال استیشن بدون بکارگیری نقاط کنترل و بصورت مستقیم انجام داد این مشکلات تا حد زیادی برطرف می شود. بنابراین در این تحقیق، تلفیق دوربین رقومی غیرمتریک و توتال استیشن تحت عنوان سیستم فتو توتال استیشن (PTSS) انجام شده است. لازمه استفاده از هر سیستم تلفیقی دانستن رابطه ی دقیق سنجنده ها نسبت به یکدیگر است. از آنجا که دوربین رقومی بر روی توتال استیشن نصب شده است و پس از اتمام کار، سنجنده ها از یکدیگر جدا می شوند نیاز به روشی دقیق و سریع برای کالیبراسیون خارجی سیستم وجود دارد. در این تحقیق روشی سریع و کاربردی برای کالیبراسیون سیستم با استفاده از مشاهدات توتال استیشن روی یک صفحه کالیبراسیون قابل حمل توسعه داده شده است. لازم به ذکر است پس از کالیبره کردن سیستم، برای انجام اندازه گیری نقاط سه بعدی، نیازی به تارگت گذاری نیست و می توان با استفاده از تقاطع از حداقل دو ایستگاه و اخذ تنها دو تصویر و مشاهدات زوایای افقی و قائم تلسکوپ در لحظه عکس برداری، داده های سه بعدی را از روی تصاویر استخراج کرد که کلیه این مراحل در این تحقیق مورد پیاده سازی و ارزیابی قرار گرفته نتایج این تحقیق یک سیستم فتوتوتال استیشن پیاده سازی شده می باشد که از نصب یک دوربین رقومی روی تلسکوپ توتال استیشن ایجاد شده است. همچنین برای اخذ تصویر و عدم تماس دست با دوربین، نرم افزاری نیز توسعه داده شده است. آزمونهای انجام شده روی کالیبراسیون سیستم تلفیقی مؤید دست یابی به صحت متوسط 2.3 میلیمتر در اندازه گیری مختصات سه بعدی تارگت های صفحه کالیبراسیون در فاصله شش متری می باشد. آزمونهای عملی انجام شده نشان می دهد به علت سنگینی دوربین و افتادگی تلسکوپ در لحظه عکسبرداری و ناپایداری سیستم، یکنوع خطای سیستماتیک قابل توجه در حد چند سانتیمتر در اندازه گیریهای عملی وجود دارد که میتوان آن را با تمهیدات سخت افزاری در سیستمهای آتی برطرف نمود.
- Abstract
- Due to time/cost limitations in the cultural heritage organization in Iran, usually there are not any complete documentation from ancient sites and cultural heritage monuments. Therefore, a rapid, low-cost and flexible mapping method in this application can be so valuable. It seems that the integration of total station and digital camera, called photo-total-station-system (PTSS), is capable to make an accurate archive of photogrammetric images rapidly and economically. The oriented images in this archive can be used to document the object after a long period of time or in case of some natural disasters without going to the ancient site. From data and sensor fusion point of view, it seems total station and digital camera are a proper complementary sensors. One of the most important problems in terrestrial photogrammetry is image orientation and geo-referencing. As it needs some manual target preparation and measurement, it is expensive and time consuming. Therefore, if it can directly orient the images via total station observations, the targeting step can be ignored and the mentioned problems are resolved. In this research, the design, implementation and evaluation of a PTSS were done. To utilize every integrated system, the precise relation of its sensors should be known. As the digital camera temporary installed on the total station telescope, an accurate and rapid exterior calibration should be done after each installation. In this research, a rapid and potable calibration filed is developed that put in front of PTSS. To calibrate the system, an image is taken by digital camera and some observations are done by total station. Then system is used to take oriented images from ancient objects without any targeting. To prevent camera movement in the moment of imaging, special software was developed to release camera. The minimum of two overlapped images can be used to compute 3D coordinates of object features. All these steps are practically done and evaluate in this research. The experiments on system calibration illustrate 2.3mm average accuracy (RMSE) on 3D coordinates measurement of calibration targets in back distance of six meters. Practical experiments show that our PTSS is unstable because camera weight leads to small rotation of telescope in the moment of imaging. This problem makes a significant systematic error about several centimeters in the object measurements that can be resolved using some hardware development in the future PTSS.
