Generating road orthoimagery using a smartphone
Rapo, Lauri (2018)
Diplomityö
Rapo, Lauri
2018
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018052424601
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018052424601
Tiivistelmä
Road surface maintenance is essential for transportation safety, but the task of manually gathering information on the condition of roads is time-consuming and laborious for maintenance personnel. This thesis proposes a system for generating road orthophotos from which the maintenance information can be extracted automatically. The only equipment required by the system consists of a smartphone and a vehicle. The approach was based on the inverse perspective mapping method, which required the automatic calibration of the camera. The automatic calibration was the main research problem of the thesis and was solved with the Structure from Motion technique. The performance of the camera calibration method is insufficient as estimates for the relative orientation of the camera—a critical part of the camera calibration—exceeded the acceptable error threshold 38% of the time on average. The camera calibration method requires further development to enable the orthophoto generation system to be put into use. Teiden kunnon ylläpito on välttämätöntä liikenneturvallisuuden kannalta, mutta manuaalinen tiedonkeruu teiden kunnosta on aikaavievää ja työlästä. Tämä diplomityö esittelee järjestelmän, jolla voidaan luoda tie-ilmakuvia. Järjestelmän avulla kunnossapitotieto saadaan tuotettua automaattisesti näistä ilmakuvista. Ainoat järjestelmän vaatimat välineet ovat älypuhelin ja ajoneuvo. Järjestelmän toiminta perustui käänteiseen perspektiivimuunnokseen, joka edellytti kameran automaattista kalibrointia. Kameran automaattinen kalibrointi oli työn pääasiallinen tutkimusongelma, joka ratkaistiin Structure from Motion -tekniikalla. Kalibrointimenetelmän tarkkuus ei ole riittävä: Kameran suhteellisen asennon arviointi, joka on olennainen osa kalibrointia, ylitti hyväksytyn virheen rajan keskimäärin 38% ajasta. Kameran kalibrointimenetelmä vaatii jatkokehittämistä, jotta ilmakuvien tuotantojärjestelmä voitaisiin ottaa käyttöön.