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Recursive Gauss-Helmert model with equality constraints applied to the efficient system calibration of a 3D laser scanner / Sören Vogel in Journal of applied geodesy, vol 16 n° 1 (January 2022)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 16 n° 1 (January 2022) . - pp 37 - 57 Titre : Recursive Gauss-Helmert model with equality constraints applied to the efficient system calibration of a 3D laser scanner Type de document : Article/Communication Auteurs : Sören Vogel, Auteur ; Dominik Ernst, Auteur ; Ingo Neumann, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 37 - 57 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes IGN] contrainte d'intégrité [Termes IGN] étalonnage d'instrument [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] géoréférencement [Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert [Termes IGN] positionnement cinématique [Termes IGN] processeur graphique [Termes IGN] télémètre laser aéroporté Résumé : (auteur) Sensors for environmental perception are nowadays applied in numerous vehicles and are expected to be used in even higher quantities for future autonomous driving. This leads to an increasing amount of observation data that must be processed reliably and accurately very quickly. For this purpose, recursive approaches are particularly suitable in terms of their efficiency when powerful CPUs and GPUs are uneconomical, too large, or too heavy for certain applications. If explicit functional relationships between the available observations and the requested parameters are used to process and adjust the observation data, complementary approaches exist. The situation is different for implicit relationships, which could not be considered recursively for a long time but only in the context of batch adjustments. In this contribution, a recursive Gauss-Helmert model is presented that can handle explicit and implicit equations and thus allows high flexibility. This recursive estimator is based on a Kalman filter for implicit measurement equations, which has already been used for georeferencing kinematic multi-sensor systems (MSS) in urban environments. Furthermore, different methods for introducing additional information using constraints and the resulting added value are shown. Practical application of the methodology is given by an example for the calibration of a laser scanner for a MSS. Numéro de notice : A2022-053 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1515/jag-2021-0026 Date de publication en ligne : 15/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2021-0026 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99448 [article]

Least squares adjustment with a rank-deficient weight matrix and Its applicability to image/Lidar data processing / Radhika Ravi in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 87 n° 10 (October 2021)  

Public [article]  inPhotogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS > vol 87 n° 10 (October 2021) . - pp 717 - 733 Titre : Least squares adjustment with a rank-deficient weight matrix and Its applicability to image/Lidar data processing Type de document : Article/Communication Auteurs : Radhika Ravi, Auteur ; Ayman Habib, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp 717 - 733 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] alignement des données [Termes IGN] chevauchement [Termes IGN] compensation par moindres carrés [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] lidar mobile [Termes IGN] matrice [Termes IGN] matrice de covariance [Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert [Termes IGN] modèle de Gauss-Markov [Termes IGN] modèle mathématique [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] pondération [Termes IGN] semis de points Résumé : (Auteur) This article proposes a solution to special least squares adjustment (LSA) models with a rank-deficient weight matrix, which are commonly encountered in geomatics. The two sources of rank deficiency in weight matrices are discussed: naturally occurring due to the inherent characteristics of LSA mathematical models and artificially induced to eliminate nuisance parameters from LSA estimation. The physical interpretation of the sources of rank deficiency is demonstrated using a case study to solve the problem of 3D line fitting, which is often encountered in geomatics but has not been addressed fully to date. Finally, some geomatics-related applications—mobile lidar system calibration, point cloud registration, and single-photo resection—are discussed along with respective experimental results, to emphasize the need to assess LSA models and their weight matrices to draw inferences regarding the effective contribution of observations. The discussion and results demonstrate the vast applications of this research in geomatics as well as other engineering domains. Numéro de notice : A2021-675 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.14358/PERS.20-00081R3 Date de publication en ligne : 10/01/2021 En ligne : https://doi.org/10.14358/PERS.20-00081R3 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98861 [article]

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Assessment of inner reliability in the Gauss-Helmert model / Andreas Ettlinger in Journal of applied geodesy, vol 14 n° 1 (January 2020)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 14 n° 1 (January 2020) . - pp 13 - 28 Titre : Assessment of inner reliability in the Gauss-Helmert model Type de document : Article/Communication Auteurs : Andreas Ettlinger, Auteur ; Hans Neuner, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 13 - 28 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie [Termes IGN] coefficient de corrélation [Termes IGN] compensation par moindres carrés [Termes IGN] détection d'erreur [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] fiabilité des données [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] modèle d'erreur [Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert [Termes IGN] valeur aberrante Résumé : (auteur) In this contribution, the minimum detectable bias (MDB) as well as the statistical tests to identify disturbed observations are introduced for the Gauss-Helmert model. Especially, if the observations are uncorrelated, these quantities will have the same structure as in the Gauss-Markov model, where the redundancy numbers play a key role. All the derivations are based on one-dimensional and additive observation errors respectively offsets which are modeled as additional parameters to be estimated. The formulas to compute these additional parameters with the corresponding variances are also derived in this contribution. The numerical examples of plane fitting and yaw computation show, that the MDB is also in the GHM an appropriate measure to analyze the ability of an implemented least-squares algorithm to detect if outliers are present. Two sources negatively influencing detectability are identified: columns close to the zero vector in the observation matrix B and sub-optimal configuration in the design matrix A. Even if these issues can be excluded, it can be difficult to identify the correct observation as being erroneous. Therefore, the correlation coefficients between two test values are derived and analyzed. Together with the MDB these correlation coefficients are an useful tool to assess the inner reliability – and therefore the detection and identification of outliers – in the Gauss-Helmert model. Numéro de notice : A2020-040 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1515/jag-2019-0013 Date de publication en ligne : 19/10/2019 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2019-0013 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94511 [article]

Robust external calibration of terrestrial laser scanner and digital camera for structural monitoring / Mohammad Omidalizarandi in Journal of applied geodesy, vol 13 n° 2 (April 2019)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 13 n° 2 (April 2019) . - pp 105 - 130 Titre : Robust external calibration of terrestrial laser scanner and digital camera for structural monitoring Type de document : Article/Communication Auteurs : Mohammad Omidalizarandi, Auteur ; Boris Kargoll, Auteur ; Jens-André Paffenholz, Auteur ; Ingo Neumann, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 105 - 130 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] algorithme espérance-maximisation [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] élément d'orientation externe [Termes IGN] méthode des moindres carrés [Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert [Termes IGN] modèle de Gauss-Markov [Termes IGN] orthoimage Résumé : (Auteur) In the last two decades, the integration of a terrestrial laser scanner (TLS) and digital photogrammetry, besides other sensors integration, has received considerable attention for deformation monitoring of natural or man-made structures. Typically, a TLS is used for an area-based deformation analysis. A high-resolution digital camera may be attached on top of the TLS to increase the accuracy and completeness of deformation analysis by optimally combining points or line features extracted both from three-dimensional (3D) point clouds and captured images at different epochs of time. For this purpose, the external calibration parameters between the TLS and digital camera needs to be determined precisely. The camera calibration and internal TLS calibration are commonly carried out in advance in the laboratory environments. The focus of this research is to highly accurately and robustly estimate the external calibration parameters between the fused sensors using signalised target points. The observables are the image measurements, the 3D point clouds, and the horizontal angle reading of a TLS. In addition, laser tracker observations are used for the purpose of validation. The functional models are determined based on the space resection in photogrammetry using the collinearity condition equations, the 3D Helmert transformation and the constraint equation, which are solved in a rigorous bundle adjustment procedure. Three different adjustment procedures are developed and implemented: (1) an expectation maximization (EM) algorithm to solve a Gauss-Helmert model (GHM) with grouped t-distributed random deviations, (2) a novel EM algorithm to solve a corresponding quasi-Gauss-Markov model (qGMM) with t-distributed pseudo-misclosures, and (3) a classical least-squares procedure to solve the GHM with variance components and outlier removal. The comparison of the results demonstrates the precise, reliable, accurate and robust estimation of the parameters in particular by the second and third procedures in comparison to the first one. In addition, the results show that the second procedure is computationally more efficient than the other two. Numéro de notice : A2019-145 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1515/jag-2018-0038 Date de publication en ligne : 02/02/2019 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2018-0038 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=92472 [article]

Recalage conjoint de données de cartographie mobile et de modèles 3D de bâtiments / Miloud Mezian (2019)  

Public Titre : Recalage conjoint de données de cartographie mobile et de modèles 3D de bâtiments Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Miloud Mezian , Auteur ; Nicolas Paparoditis , Directeur de thèse ; Bruno Vallet , Directeur de thèse Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Marne-la-Vallée UPEM Année de publication : 2019 Importance : 135 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse de Doctorat de l'Université Paris-Est, Sciences et Technologies de l'Information Géographique, en Sciences cognitives/Informatique Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes IGN] algorithme ICP [Termes IGN] appariement d'images [Termes IGN] appariement de données localisées [Termes IGN] Bâti-3D [Termes IGN] données lidar [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] façade [Termes IGN] géoréférencement direct [Termes IGN] incertitude géométrique [Termes IGN] modèle 3D de l'espace urbain [Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] produit forestier [Termes IGN] propagation d'incertitude [Termes IGN] recalage de données localisées [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] signal GPS [Termes IGN] trajectoire (véhicule non spatial) Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Depuis de nombreuses années, des véhicules de numérisation mobiles terrestres ont été développés pour acquérir simultanément des données laser extrêmement précises et des images haute résolution géo-référencées. Une application majeure de ces données consiste à exploiter leur niveau de détail très élevé pour enrichir les bases de données géographiques 3D construites à partir d'images aériennes et donc d'un niveau de détails beaucoup plus faible. Les bases de données géographiques 3D et les données mobiles terrestres se révèlent très complémentaires : les toits sont vus en aérien mais pas en terrestre, et les façades sont très mal vues en aérien mais très précisément en terrestre. Les bases de données géographiques sont constituées d'un ensemble de primitives géométriques (des triangles en 3D) d'un niveau de détail certes grossier mais ont l'avantage d'être disponible sur de vastes zones géographiques. Les véhicules de numérisation mobiles offrent une couverture beaucoup plus partielle mais garantissent des données d'un niveau de détail très fin. Ces véhicules présentent aussi des limites : en milieu urbain, le signal GPS nécessaire au bon géo-référencement des données peut être perturbé par les multi-trajets voire même être stoppé lors de phénomènes de masquage GPS liés à l’étroitesse des rues ou la hauteur des bâtiments. Le capteur GPS ne capte plus assez de satellites pour en déduire précisément sa position spatiale. Ces données complémentaires disposent chacune de son propre géo-référencement et de ses propres incertitudes de géolocalisation, allant de quelques centimètres à plusieurs mètres, ce qui entraine que les différents jeux de données d’une même zone ne coïncident pas. C'est pourquoi un recalage est indispensable pour mettre en cohérence ces données mobiles très détaillées avec les bases de données géographiques moins détaillées. Dans cette thèse, nous avons modélisé finement toutes les sources d'incertitudes qui interviennent à la fois dans le processus de construction du nuage de points laser et le modèle Bati3D pour recaler conjointement (simultanément) les données entre elles. Le travail autour des incertitudes permet de les modéliser pour ensuite les exploiter dans le processus de recalage et de les propager sur le produit final avec une méthode dite de Gauss-Helmert. Le processus est base sur une méthode de type ICP ("Iterative Closest Point") point à plan. Ce recalage corrige simultanément la trajectoire du véhicule de cartographie mobile et le modèle géométrique 3D. Notre chaîne de traitement a été testée sur des données simulées provenant de différentes missions effectuées par l'Institut National de l'Information Géographique et Forestière (IGN). Note de contenu : 1- Introduction 2- Etat de l'art en recalage de données 3- Modélisation et propagation des certitudes sur les données 4- Méthodologie globale 5- Expérience virtuelle 6- Conclusion et perspectives Numéro de notice : 25521 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS (2012-2019) Thématique : GEOMATIQUE/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences cognitives/Informatique : Paris-Est : 2019 Organisme de stage : LaSTIG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 29/02/2020 En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02494943 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94382

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25521-01	THESE	Livre	Centre de documentation	Thèses	Disponible

External error modelling with combined model in terrestrial laser scanning / J. Wang in Survey review, vol 48 n° 346 (January 2016)  

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Surface-based matching of 3D point clouds with variable coordinates in source and target system / Xuming Ge in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 111 (January 2016)  

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Multi-view 3D circular target reconstruction with uncertainty analysis / Bahman Soheilian in ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, II-3 (September 2014)    

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Robust estimations for the nonlinear Gauss Helmert model by the expectation maximization algorithm / Karl Rudolf Koch in Journal of geodesy, vol 88 n° 3 (March 2014)  

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On the detection of systematic errors in terrestrial laser scanning data / J. Wang in Journal of applied geodesy, vol 6 n° 3-4 (November 2012)  

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Adjustment and variance-covariance component estimation with a singular covariance matrix / Lard Erik Sjöberg in ZFV Zeitschrift für Vermessungswesen, vol 110 n° 4 (01/04/1985)

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