Design and Test of Algorithms for the Evaluation of Modern Sensors in Close-Range Photogrammetry
Entwicklung und Test von Algorithmen für die 3D-Auswertung von Daten moderner Sensorsysteme in der Nahbereichsphotogrammetrie
von Karsten Scheibe
Datum der mündl. Prüfung:2006-12-01
Erschienen:2008-01-21
Betreuer:Prof. Dr. Robert Schaback
Gutachter:Prof. Dr. Reinhard Klette
Zum Verlinken/Zitieren:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2473
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Format:PDF
Description:Dissertation
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Zusammenfassung
Englisch
The thesis describes a general approach for scanning and visualizing panoramic (360°) indoor scenes. It combines range data acquired by a laser rangefinder with color pictures captured by a rotating CCD line camera. The thesis defines coordinate systems of both sensors, specifies the fusion of range and color data acquired by both sensors, and reports about different alternatives for visualizing the generated three-dimensional data sets. Compared to earlier publications, this approach also utilizes an improved method for calculating the spatial (geometric) correspondence between laser diode of the laser rangefinder and the principal point of the rotating CCD line camera. Calibration is also a subject in this thesis. A least-square minimization-based approach is proposed for the rotating CCD line camera. The thesis also deals with particular problems occurring in the process of merging range data and color texture, such as achieving straight edges or planarity in the scene where supported by range or color data. Finally the thesis verifies the possibility to combine terrestrial panoramic images with airborne data. Altogether, the thesis verifies that the described multi sensor approach allows a digitization of indoor or outdoor scenes, illustrates important progress, but also indicates areas of future research.
Keywords: Panoramic imaging; laser range finder; 3D modeling; data fusion; calibration
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Die Dissertation beschreibt einen allgemeinen Ansatz zum scannen und visualisieren von Panoramen (360°). Es werden Laserentfernungsmessdaten mit farbigen hochauflösenden Panoramabilddaten, die mit einer drehenden CCD-Zeilenkamera aufgenommen sind, kombiniert. Die Arbeit beschreibt die Koordinatensysteme, die Fusion der Entfernungs- und Bilddaten und beschreibt verschiedene Möglichkeiten der Aufbereitung und Visualisierung der daraus generierten 3D-Modelle. Kalibrierung beider Systeme ist ein Bestandteil dieser Arbeit. Ein kleinste-quadrate-minimierung basierender Ansatz wurde für Kalibrierung rotierender CCD Zeilen adaptiert. Die Arbeit beschäftigt sich auch mit Problemen bei dem Prozess der Datenzusammenführung, wie z.B. der Erhaltung gerader Kanten und Ebenen durch Nutzung beider Informationen der Farb- und Entfernungsdaten. Im Abschluss werden Möglichkeiten der Kombination von Luftbildern/Daten mit terrestrisch aufgenommenen Panoramadaten verifiziert. Insgesamt beschreibt die Dissertation einen Multi-Sensor Ansatz für die Digitalisierung von Innen- und Außenaufnahmen, zeigt Fortschritte aber auch noch zulösende Probleme für die weitere Forschung.
Schlagwörter: Panoramakamera; Laserscanner; Fusion; 3D Modellierung; Zeilenkamera; Kalibrierung
