Descripteur
Documents disponibles dans cette catégorie (632)
Ajouter le résultat dans votre panier
Visionner les documents numériques
Affiner la recherche Interroger des sources externes
Etendre la recherche sur niveau(x) vers le bas
Titre : EuroSDR workshops and projects : The final report on the EuroSDR CityGML Project, the Proceedings of the 'Production Partnership Management' and the 'international calibration and orientation workshop' EUROCOW [janvier] 2008 and the 'Geosensor networks workshop' [février 2008] Type de document : Actes de congrès Auteurs : European Spatial Data Research EuroSDR, Auteur Editeur : Dublin : European Spatial Data Research EuroSDR Année de publication : 2008 Collection : EuroSDR official publication, ISSN 0257-0505 num. 54 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] chambre à grand format
[Termes IGN] étalonnage de capteur (imagerie)
[Termes IGN] géoréférencement
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] réalité virtuelle
[Termes IGN] signal GalileoNote de contenu : - Production Partnership Management Workshop / Editors: Ray Patrucco and Keith Murray
- International Calibration and Orientation Workshop EuroCOW 2008 / Editors: Ismael Colomina and Eva Hernández
- Geosensor Networks Workshop / Editors: Christian Heipke and Monika Sester
- Final Report on the EuroSDR CityGML Project / Editor: Thomas H. KolbeNuméro de notice : 17836 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Actes En ligne : http://bono.hostireland.com/~eurosdr/km_pub/no54/index.htm Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=64126 Contient
- Final report on the EuroSDR CityGML Project / Thomas H. Kolbe (2008)
- International Calibration and Orientation Workshop, EuroCOW 2008, 30 janvier - 1er février 2008, Castelldefels, Espagne / Ismael Colomina (2008)
- Workshop on production partnership management, Ordnance Survey, Southampton, 7-9 November 2007, England / Ray Patrucco (2008)
- EuroSDR & ISPRS Workshop Geosensor Networks, February 20 - 22 2008, Hannover Germany / Christian Heipke (2008)
Imagerie spatiale / P. Lier (2008)
Titre : Imagerie spatiale : des principes d'acquisition au traitement des images optiques pour l'observation de la Terre Type de document : Guide/Manuel Auteurs : P. Lier, Éditeur scientifique ; Christophe Valorge, Éditeur scientifique ; Xavier Briottet , Éditeur scientifique Editeur : Toulouse : Cépaduès Année de publication : 2008 Importance : 490 p. Format : 17 x 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-85428-844-5 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Télédétection
[Termes IGN] correction géométrique
[Termes IGN] correction radiométrique
[Termes IGN] déconvolution
[Termes IGN] échantillonnage d'image
[Termes IGN] étalonnage radiométrique
[Termes IGN] filtrage du bruit
[Termes IGN] fonction de transfert de modulation
[Termes IGN] fusion d'images
[Termes IGN] géométrie de l'image
[Termes IGN] interpolation
[Termes IGN] limite de résolution radiométrique
[Termes IGN] modèle géométrique de prise de vue
[Termes IGN] modèle mathématique
[Termes IGN] modélisation 3D
[Termes IGN] prise de vue radiométrique
[Termes IGN] qualité d'image
[Termes IGN] qualité géométrique (image)
[Termes IGN] qualité radiométrique (image)
[Termes IGN] simulation 3D
[Termes IGN] simulation d'image
[Termes IGN] spécification de produit
[Termes IGN] tâche image d'un point
[Termes IGN] transformation de Fourier
[Termes IGN] valeur radiométriqueIndex. décimale : 35.00 Télédétection - généralités Résumé : (Editeur) Cet ouvrage s'adresse aux étudiants et ingénieurs désirant comprendre les principes fondamentaux d'acquisition des images optiques pour l'observation de la Terre et les moyens de maîtriser la qualité de ces images. Destiné au concepteur comme à l'utilisateur aval, cet ouvrage part de l'exposé des principes physiques qui interviennent lors de l'acquisition d'une image spatiale optique, pour amener le lecteur aux traitements associés avec leurs limitations et la performance obtenue in fine. Il traite largement les problématiques de dimensionnement des systèmes d'observation et permettra au lecteur de se familiariser avec les différents processus mis en jeu dans l'acquisition d'une image optique. il aborde des thèmes très vastes, depuis la physique (rayonnement, électronique, optique) jusqu'aux mathématiques appliquées (analyse fréquentielle) en passant par la géométrie et les problèmes technologiques. Cet ouvrage capitalise les travaux menés depuis de nombreuses années par les ingénieurs du CNES, de l'IGN et de l'ONERA dans le domaine de l'imagerie spatiale optique. Note de contenu : 1. INTRODUCTION / Philippe LIER (CNES), Christophe VALORGE (CNES)
1.1. Un peu d'histoire
1.2. Qu'est-ce que la télédétection ?
1.2.1. Définition
1.2.2. Qu'est ce qu'une "image numérique" ?
1.2.3. Qu'est-ce que la "Qualité d'une image" ?
1.2.4. Les traitements de "dé-spatialisation"
1.3. Quelques exemples d'applications de l'observation de la Terre
1.3.1. Météorologie
1.3.2. Cartographie
1.3.3. Renseignement
1.3.4. Suivi des catastrophes naturelles
1.3.5. Applications scientifiques
1.4. Panorama de quelques missions d'observation de la Terre
1.4.1. Les satellites KEY HOLE du programme CORONA
1.4.2. La famille LANDSAT : exemple LANDSAT 7
1.4.3. La famille SPOT
1.4.4. PLEIADES
1.4.5. Les satellites commerciaux américains
1.4.6. Végétation
1.4.7. Polder
1.4.8. ScaRaB
1.4.9. Caméra Infra Rouge de CALIPSO
1.5. Périmètre de l'ouvrage
2. LA GEOMETRIE DES IMAGES / Jean Marc DELVIT (CNES), Daniel GRESLOU (CNES), Sylvia SYLVANDER (IGN), Christophe VALORGE (CNES)
2.1. Préambule
2.1.1. Plan du chapitre
2.1.2. Généralités sur la location directe
2.2. Pré-requis : les repères de l'espace et du temps
2.2.1. Position du problème
2.2.2. Repères et référentiels
2.2.3. De la Terre aux étoiles
2.2.4. Les repères de l'Espace
2.2.5. Les repères du temps
2.2.6. Les changements de repères
2.3. Principes géométriques de l'acquisition
2.3.1 Les différents types de capteurs
2.3.2. La datation des images
2.3.3. L'orbite des satellites
2.3.4. L'attitude des satellites
2.4. Modélisation géométrique de la prise de vue
2.4.1. Principe général
2.4.2. Rappel de géométrie conique
2.4.3. Modélisation physique de la prise de vue
2.4.4. Modélisation analytique de la géométrie de prise de vue
2.4.5. Affinage du modèle géométrique de prise de vue
2.5. Traitements géométriques
2.5.1. Corrections géométriques
2.5.2. L'appariement d'images
2.5.3. Traitements géométriques "aval"
2.6. Qualité géométrique des images
2.6.1. Introduction
2.6.2. Des besoins utilisateurs aux critères QIG
2.6.3. La qualité image géométrique en vol
2.6.4. Synthèse des besoins et performances QIG
2.7. Petit formulaire de géométrie
2.7.1. Quelques notations
2.7.2. Formules de base
2.7.3. Projection des détecteurs
2.8. Références bibliographiques
3. RADIOMETRIE / Alain BARDOUX (CNES), Xavier BRIOTTET (ONERA), Bertrand FOUGNIE (CNES), Patrice HENRY (CNES), Sophie LACHERADE (ONERA), Laurent LEBEGUE (CNES), Philippe LIER (CNES), Christophe MIESCH (ONERA), Françoise VIALLEFONT (ONERA)
3.1. Introduction
3.2. Physique de la mesure
3.2.1. Introduction
3.2.2. Définition des grandeurs radiatives
3.2.3. Propriétés optiques des surfaces
3.2.4. L'atmosphère
3.2.5. Analyse de la luminance au niveau du capteur
3.3. Principe d'acquisition : description de la chaîne image bord
3.3.1. Introduction
3.3.2. L'optique
3.3.3. La chaîne de détection
3.3.4. La chaîne électronique
3.4. Modèle mathématique de la chaîne d'acquisition
3.4.1. Calcul de l'éclairement au plan focal
3.4.2. Calcul du nombre d'électrons produits
3.4.3. Calcul du nombre de pas codeur
3.5. Modélisation radiométrique de la prise de vue
3.5.1. Introduction
3.5.2. Exemple 1 : le modèle radiométrique 2R CALIPSO
3.5.3. Exemple 2 : le modèle radiométrique SPOT
3.5.4. Exemple 3 : le modèle radiométrique PLEIADES-HR
3.5.5. Exemple 4 : le modèle radiométrique POLDER
3.6. Etalonnage et mesures de performances radiométriques
3.6.1. Introduction
3.6.2. Etalonnage relatif dans le champ ou "égalisation"
3.6.3. Etalonnage absolu
3.7. Résolution radiométrique
3.7.1. Introduction
3.7.2. Exemple : le modèle de bruit radiométrique PLEIADES
3.7.3. Estimation du bruit instrumental
3.8. Synthèses et perspectives
3.9. Références
4. LA RESOLUTION DES IMAGES / Sébastien FOUREST (CNES), Philippe KUBIK (CNES), Christophe LATRY (CNES), Dominique LEGER (ONERA), Françoise VIALLEFONT (ONERA)
4.1. Introduction
4.2. Tache image et FTM
4.2.1. Rappels sur la théorie des systèmes linéaires stationnaires
4.2.2. Cas des imageurs
4.2.3. Expression de la tache image et de la FTM
4.2.4. Modèle global
4.3. L'échantillonnage
4.3.1. Les effets de l'échantillonnage
4.3.2. L'impact sur la conception du système
4.4. L'interpolations d'images
4.4.1. Généralités
4.4.2. L'interpolation classique
4.4.3. Filtres interpolateurs 1D
4.4.4. Filtres interpolateurs 2D
4.4.5. L'interpolation dans le domaine de Fourier
4.5. Les traitements d'amélioration de la résolution
4.5.1. Introduction
4.5.2. Déconvolution
4.5.3. Débruitage
4.5.4. Fusion Panchromatique/multispectral
4.6. Méthodes de mesure en vol de la FTM et du défaut de mise au point
4.6.1. Introduction
4.6.2 Méthodes de mesure de défaut de mise au point
4.6.3. Méthodes de mesure de FTM
4.6.4. Conclusion
4.7. Conclusion
4.8. Annexe 1 : la transformation de Fourier
4.8.1. La transformée de Fourier continue
4.8.2. Passage du monde continu au monde discret : l'échantillonnage
4.8.3. Un outil adapté au monde échantillonné : la Transformée de Fourier Discrète
4.8.4. La Transformée de Fourier discrète finie
4.8.5. Synthèse : de la transformée de Fourier continue à la transformée de Fourier discrète finie
4.8.6. Propriétés de la TFDF
4.8.7. Utilisation de la TFDF
4.8.8. Conclusion
4.9. Annexe 2 : ondelettes et paquets
4.9.1. Limitations de la représentation fréquentielle
4.9.2. Les ondelettes
4.10. Annexe 3 : Interpolation et B-splines
4.10.1. Propriété des bases de fonctions interpolantes
4.10.2. Construction des splines
4.11. Bibliographie
5. LE DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME / Philippe KUBIK (CNES)
5.1. Objectif et définitions
5.2. Principes de dimensionnement
5.2.1. La géométrie
5.2.2. La radiométrie
5.2.3. La résolution
5.3. Exemples de dimensionnement
5.3.1. Mission type SPOT 10m
5.3.2. Satellite métrique
5.4. Conclusions
6. LA COMPRESSION DES IMAGES / Catherine LAMBERT (CNES), Christophe LATRY (CNES), Gilles MOURY (CNES)
6.1. Introduction
6.2. Présentation générale de la compression d'image
6.3. Compression et qualité d'image
6.3.1. Insuffisance des critères usuels
6.3.2. Prise en compte de la chaîne image bord/sol globale
6.3.3. Les critères applicatifs
6.4. Panoramas des compresseurs dans le domaine spatial
6.4.1. Techniques de codage prédictif
6.4.2. Techniques de codage par transformée DCT
6.4.3. La transformée orthogonale à recouvrement (LOT).
6.4.4. Compression par transformée en ondelettes
6.4.5. Perspectives
6.4.6. Bibliographie
7. LA SIMULATION IMAGE / Philippe LIER (CNES), Christophe VALORGE (CNES)
7.1. Objectifs de la simulation d'image
7.1.1. Rappel : la notion de "Qualité Image"
7.1.2. La simulation : un outil de dimensionnement
7.1.3. La simulation : un outil d'interface
7.2. Principes généraux de simulation d'une image
7.2.1. Simulation du paysage en entrée du capteur ou prétraitement
7.2.2. Simulation du capteur
7.2.3. Simulation des traitements sol
7.2.4. Synthèse
7.2.5. Exemples d'utilisation de cette chaîne au CNES
7.2.6. Limitations de la simulation "Classique"
7.2.7. Remarques
7.3. La synthèse d'image et la simulation 3D
7.3.1. Rappel : la modélisation "2,5D" du paysage
7.3.2. La modélisation 3D du paysage
7.3.3. Les prétraitements 3D
7.3.4. La simulation 3D
7.4. Perspectives pour la simulation image
8. CONCLUSION / Philippe LIER (CNES)
8.1. La course à la résolution
8.1.1. Autres critères
8.1.2. Le pas temporel
8.1.3. Les bandes spectrales
8.1.4. La stéréoscopie
8.1.5. La capacité opérationnelle
8.2. L'imagerie haute résolution au quotidien ?Numéro de notice : 13633 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Recueil / ouvrage collectif Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=40448 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(3)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13633-01 35.00 Livre Centre de documentation Télédétection Disponible 13633-02 35.00 Livre Centre de documentation Télédétection Disponible 13633-03 DEP-TRC Livre LASTIG Dépôt en unité Exclu du prêt International Calibration and Orientation Workshop, EuroCOW 2008, 30 janvier - 1er février 2008, Castelldefels, Espagne / Ismael Colomina (2008)
Titre : International Calibration and Orientation Workshop, EuroCOW 2008, 30 janvier - 1er février 2008, Castelldefels, Espagne Type de document : Actes de congrès Auteurs : Ismael Colomina, Éditeur scientifique ; Eduardo Hernandez, Éditeur scientifique Editeur : Dublin : European Spatial Data Research EuroSDR Année de publication : 2008 Collection : EuroSDR official publication, ISSN 0257-0505 num. 54 Conférence : EuroCOW 2008, International Calibration and Orientation Workshop 30/01/2008 01/02/2008 Castelldefels Espagne OA proceedings Format : 21 x 30 cm Note générale : Les pdf des interventions sont accessibles dans la page Programme and Presentations Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] étalonnage de capteur (imagerie)
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] orientation du capteurRésumé : (auteur) The workshop is concerned with recent advances in the areas of Sensor Calibration and Orientation. The Scientific Committee requests original and critical review papers with respect to the following interest areas:
* Calibration of digital cameras
* Calibration of LIDAR sensors
* Calibration of radar sensors
* Calibration and orientation of satellite sensors
* National and international controlled tests
* Algorithms for sensor calibration and orientation
* Systems for sensor calibration and orientation
* Procedures and methodologies for sensor calibration and orientation
* INS technology for sensor calibration and orientation
* Galileo and GPS technology for sensor calibration and orientation
* Orientation and Calibration of small satellite sensorsNote de contenu : Workshop Information
Programme and Presentations
Authors
SponsorsNuméro de notice : 25397 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Actes DOI : sans En ligne : https://www.isprs.org/proceedings/2008/euroCOW08/euroCOW08.htm Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93673 Investigations of high precision terrestrial laser scanning with emphasis on the development of a robust close-range 3D-laser scanning system / Hans Martin Zogg (2008)
Titre : Investigations of high precision terrestrial laser scanning with emphasis on the development of a robust close-range 3D-laser scanning system Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Hans Martin Zogg, Auteur Editeur : Zurich : Institut für Geodäsie und Photogrammetrie IGP - ETH Année de publication : 2008 Collection : IGP Mitteilungen, ISSN 0252-9335 num. 098 Importance : 171 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-906467-78-8 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] acquisition d'images
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] étalonnage d'instrument
[Termes IGN] lever souterrain
[Termes IGN] modélisation géométrique de prise de vue
[Termes IGN] précision géométrique (imagerie)
[Termes IGN] semis de points
[Termes IGN] télémètre laser terrestre
[Termes IGN] télémétrie laser terrestreIndex. décimale : 35.11 Géométrie et qualité des prises de vues Résumé : (Auteur) In recent years, numerous measurement systems and techniques have become available on the market for three-dimensional (3D) surveying of objects. Largely due to the increasing need of 3D-data, fast area-wide 3D-measurement methods are in high demand. In the world of surveying and the field of engineering geodesy, terrestrial laser scanning has been established as a newer measurement method for fast, area-wide SD-surveying. Terrestrial laser scanners measure distances and angles to objects without any contact. The actual geometry information of the scanned object has to be derived from a resulting 3D-point cloud in post-processing.
After the initial hype of terrestrial laser scanning, a slight disillusionment set in. Projects were not profitable or failed due to insufficient knowledge about laser scanning technology and its specifics. In addition, the hardware and software products available on the market often do not meet the requirements of specific applications. Thus, the selection of convenient applications for a particular terrestrial laser scanning system, the sensitivity in terms of environmental conditions, or the extensive post-processing of laser scanning data are just a few of the difficulties in using laser scanning technology. As a result, terrestrial laser scanning is rarely used for projects in engineering geodesy. Even though terrestrial laser scanning offers great potential, new fields of application have yet to be investigated.
This thesis originated from a project addressing the development of a qualified measurement system based on terrestrial laser scanning for the surveying of underground utility caverns in the field of water and sewage engineering. There was no convenient measurement system available on the market when the project started in 2005. There are three main objectives of this thesis: the development of a cost-efficient robust close-range 3D-laser scanning system largely for surveying underground utility caverns, the calibrations and investigations of terrestrial laser scanners with focus on the newly developed measurement system, and the development of new fields of application for terrestrial laser scanning. Moreover, this thesis contributes to the area of terrestrial laser scanning by offering better knowledge on its integration into engineering geodesy.
For the hardware development, the 2D-laser scanner SICK LMS200-30106 by Sick AG was selected and implemented as a distance measurement unit measuring distances and angles. This unit is well known and established in industrial applications and in the field of robotics. In addition, all components that were used for the close-range 3D-laser scanning system were selected according to predefined requirements. These requirements were strongly related to the application of the measurement of underground utility caverns. Furthermore, this thesis shows that an appropriate calibration of the close-range 3D-laser scanning system - the distance measurement unit specifically - allows its application in the field of engineering geodesy. Thus, appropriate calibration routines were developed, and intensive additional investigations of the measurement systems enabled the verification of the measurement accuracy and performance.
The close-range terrestrial 3D-laser scanner ZLS07 resulted from the development of a 3D-measurement system based on the terrestrial laser scanning technology. The ZLS07 is a robust and reliable measurement system that fulfils the requirements focused on surveying of underground utility caverns. Its specific limitations lie in the measurement range, accuracy, and angular resolution. However, the ZLS07 has been successfully established as a new measurement instrument at the surveying department of the city of Zurich. In addition to the hardware developments, an approach for automatic geometry modelling from 3D-point clouds was developed, tested, and discussed for post-processing 3D-point clouds of underground utility caverns. Furthermore, the ZLS07 was successfully used in other applications, such as the damage detection of an incinerator or the reverse engineering of technical constructions.Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Motivation
1.2 Aims of the Thesis.
1.3 Outline
2 High Precision Terrestrial Laser Scanning
2.1 Terrestrial Laser Scanning in Engineering Geodesy
2.2 Specifications of Terrestrial Laser Scanners
2.3 The Measurement System "Terrestrial Laser Scanner"
2.4 Applications of Terrestrial Laser Scanning.
2.5 Remarks.
3 Development of Terrestrial Laser Scanner ZLS07
3.1 Requirements
3.2 Components of the ZLS07
3.3 Configuration of Terrestrial Laser Scanner ZLS07
3.4 Measurement Coordinate Systems
3.5 Software
3.6 Result of a Scan
3.7 Discussion
4 Calibration of Terrestrial Laser Scanner ZLSO 7
4.1 Calibration of Geodetic Sensors
4.2 Distance Measurement Unit
4.3 Errors of Axes
4.4 Synchronisation of Rotation Table and Distance Measurement Unit
4.5 Review
5 Validation of Terrestrial Laser Scanner ZLS07
5.1 Angle Measurement System
5.2 Wobbling of Vertical Axis
5.3 3D-Measurement Quality
5.4 Review
6 Acquisition of Underground Utility Caverns
6.1 Overview
6.2 ZLS07 for Acquisition of Underground Utility Caverns
6.3 Data Post-Processing Workflow
6.4 Review
7 Automatic Geometry Modelling
7.1 Data Modelling Requirements
7.2 Previous Work
7.3 Development of an Approach for Automatic Cavern Detection
7.4 Results
7.5 Review
8 Various Applications for Terrestrial Laser Scanner ZLS07
8.1 Damage Detection of an Incinerator
8.2 Reverse Engineering at the Overflow Construction of Nalps Dam (CH).
8.3 Review
9 Summary
9.1 Conclusions
9.2 Outlook
References
A Appendix
A. 1 Rotation Table ETH Zurich.
A.2 Software
A.3 Fourier-SeriesNuméro de notice : 15459 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère DOI : 10.3929/ethz-a-005679006 En ligne : http://dx.doi.org/10.3929/ethz-a-005679006 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62725 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15459-01 35.11 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible
Titre : Range imaging : investigation, calibration and development Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Timo Kahlmann, Auteur Editeur : Zurich : Institut für Geodäsie und Photogrammetrie IGP - ETH Année de publication : 2008 Collection : IGP Mitteilungen, ISSN 0252-9335 num. 097 Importance : 142 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-906467-72-6 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] acquisition d'images
[Termes IGN] angle d'incidence
[Termes IGN] caméra numérique
[Termes IGN] capteur imageur
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] étalonnage de chambre métrique
[Termes IGN] mesurage de distances
[Termes IGN] métrologieIndex. décimale : 35.11 Géométrie et qualité des prises de vues Résumé : (Auteur) In recent years, numerous sensor systems for the capturing of three-dimensional environments and objects have become available. Besides laser scanners and geodetic total stations, stereo vision and triangulation-based systems have to be exemplarily named here. Especially laser scanners have beco-me state-of-the-art regarding speed and accuracy with respect to their ability to acquire objects up to a size of several tens of meters. A main drawback of laser scanners is their sequential mode of operation. They measure point by point. A few years ago, a new technology was developed to full functionality which is able to capture the environment simultaneously with a high resolution. So-called range imaging (RIM) or flash ladar cameras, which are based on digital imaging technology, merged with the ability to measure the distance to the corresponding object point in each pixel. Distance measurement is either based on the direct or indirect Time-of-Flight principle. Due to its parallel acquisition with up to video frame rate, RIM cameras are even able to capture moving objects. With respect to the optical dependencies, 3-D coordinates of the captured scene are derived. The nominal precision of the distance measurement is a few millimeters. RIM could become the technology of choice for many applications if the properties and characteristics become stable and predictable. Automotive, robotics, and safety systems can be named, for example. Significant deviations between nominal and measured coordinates occur in a range of several centimeters. Only intensive investigations can help to reach the theoretical limitations here.
This thesis deals with several aspects which affect the measurements of RIM cameras. First, a short introduction into the basic technologies that are associated with RIM is presented. Besides imaging and distance measurement methods, two basic principles of RIM are distinguished. Furthermore, the focus is laid on the specific limitations. During this work three different cameras have become available: the SwissRanger SR-2 and the SR-3000 from CSEM / MESA Imaging (Switzerland) and later on the 3k-S from PMDtec (Germany). These three cameras are based on the indirect Time-of-Flight principle and are equipped with different sophisticated features. Besides integrated calibration and correction functionality, the suppression of background illumination is one of the main features. However, these cameras are only intended to be highly developed demonstrators. An adaption to the specific application areas, like automotive or robotics, leads to specialized properties according to the desired claims.
The analysis of the existing camera types helps to understand the technology more closely. The raw data of the analyzed cameras is not more accurate than a few centimeters. In order to investigate the properties of the available cameras, special experimental setups had to be developed. The main part of this work deals with the investigation and calibration of the components of RIM cameras. The geometrical deviations of the optical system are addressed by means of a photogrammetric camera calibration. The distance measurement system is analyzed with respect to the deviations and statistics. Thus, limitations of both precision and accuracy are indicated. Besides the influences of the scattering effect, integration time, emitting system, and angle of incidence, target reflectivity, external and internal temperature, and finally linearity and fixed-pattern noise are discussed. Further on, an approach for a system calibration process is presented. Due to the complexity of the influencing parameters, a complete correction of the measurement data with respect to the diverse influencing parameters has not been reached. But the highly systematic dependencies promise sophisticated calibration routines in the future. This work contributes to the understanding of the sensors.
Nevertheless, the investigated influences of temperature on the distance measurement accuracy, which is indicated as a measure for the deviation between true and nominal value, have been significantly reduced by an uncoupling of the distance measurement and the external and internal temperature by means of a relative measurement setup. The introduction of an internal reference light path helps to reduce the temperature's influence on the distance data to a large degree. The experimental setup and the proof of the functionality complete this work.
The results of the numerous investigations will help to increase the accuracy of RIM cameras, especially vital for several applications, in need of improved accuracies. It has been shown that the theoretical limits lie within reach with help of suitably sophisticated calibration procedures.Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Motivation
1.1.1 Application: Tracking of People in Indoor Environments
1.1.2 Application: Automotive
1.2 Aims of This Thesis
1.3 Structure
2 3-D Range Imaging Camera Technology
2.1 Distance Measurement
2.1.1 Time-of-Flight Distance Measurement
2.1.2 Phase-Difference Distance Measurement
2.1.2.1 Working Principle
2.1.2.2 Characteristics and Limitations
2.2 Imaging Technology
2.2.1 Charge Collection
2.2.2 Charge Transfer and Quantification
2.3 Range Imaging Sensors and Realizations
2.3.1 Combined CCD/CMOS Technology
2.3.2 Photonic Mixer Device (PMD) in CMOS Technology
2.3.3 Arrays of Single Photon Avalanche Diodes in CMOS Technology
2.3.4 Shuttered Time-of-Flight
2.4 3-D Coordinate Measurement Principle
3 Investigation and Calibration
3.1 Definitions
3.2 Photogrammetric Camera Calibration
3.2.1 SR-2
3.2.2 SR-3000
3.3 Distance Measurement
3.3.1 Scattering
3.3.2 Integration Time
3.3.3 Statistics
3.3.4 Emitting System (LEDs)
3.3.5 Target Reflectivity
3.3.6 Angle of Incidence
3.3.7 Temperature
3.3.8 Distance / Linearity
3.3.9 Fixed-Pattern Noise
3.3.10 Mixed Pixel
3.4 Integral RIM Camera Calibration
3.5 Conclusion
4 Implementation of an Internal Reference
4.1 Theory
4.2 Implementation: ETH Solution
4.3 Validation
4.3.1 Warm Up
4.3.2 External Temperature
4.3.2.1 Experiment 1: Temperature Variation and Long-Term Acclimatization
4.3.2.2 Experiment 2: Extreme Temperatures
4.3.2.3 Experiment 3: Two External Distances
4.4 Conclusion and Outlook
5 Conclusions
5.1 Summary
5.2 Outlook
Appendix
A SwissRanger SR-2 Specifications
B SwissRanger SR-3000 Specifications
C Photogrammetric Calibration Results for the SR-3000 Provided by Australia
D Distance Histograms SR-2 and SR-3000
E Warmup Sequences SR-2 and SR-3000Numéro de notice : 15458 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère DOI : 10.3929/ethz-a-005465562 En ligne : http://dx.doi.org/10.3929/ethz-a-005465562 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62724 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15458-01 35.11 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible Bidirectional reflectance spectrometry of gravel at the Sjökulla test field / J. Peltoniemi in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 62 n° 6 (November-December 2007)PermalinkThe impact of relative radiometric calibration on the accuracy of kNN-predictions of forest attributes / T. Koukal in Remote sensing of environment, vol 110 n° 4 (30/10/2007)PermalinkCalibrating survey instruments / Olivier Martin in GIM international, vol 21 n° 8 (August 2007)PermalinkSentinel-1, the radar mission for GMES operational land and sea services / E. Attema in ESA bulletin, n° 131 (August 2007)PermalinkOn the long-term stability of microwave radiometers using noise diodes for calibration / S.T. Brown in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 45 n° 7 Tome 1 (July 2007)PermalinkPostlaunch calibration of the NOAA-18 Advanced Microwave Sounding Unit-A / T. Mo in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 45 n° 7 Tome 1 (July 2007)PermalinkGeometric consistency and stability of consumer-grade digital cameras for accurate spatial measurement / R. Wackrow in Photogrammetric record, vol 22 n° 118 (June - August 2007)PermalinkA review and analyses of plumb-line calibration / J.L. Lerma in Photogrammetric record, vol 22 n° 118 (June - August 2007)PermalinkCloud mapping with ground-based photogrammetric cameras / G. Seiz in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 28 n° 9 (May 2007)PermalinkAn automatic approach for camera calibration from vanishing points / L. Grammatikopoulos in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 62 n° 1 (May 2007)Permalink