Tačnost modeliranja objekata tehnologijom terestričkog laserskog skeniranja
Accuracy of the objects modelling using terrestrial laser scanning technology
Author
Pejić, Marko M.
Mentor
Božić, Branko
Committee members
Gospavić, Zagorka
Delčev, Siniša
Todorović, Goran

Abolmasov, Biljana

Metadata
Show full item recordAbstract
Skorašnja unapređenja performansi sistema terestričkog laserskog skeniranja (TLS) i
trend opadanja cene ukazuju na značajan potencijal ove tehnologije i u zahtevnim
inženjerskim zadacima. Pored činjenice da pojedini TLS poseduju frekvenciju
skeniranja i preko 1.000.000 Hz, aspekt tačnosti ove metode geodetskog merenja igra
presudnu ulogu u inženjerstvu. Postizanje adekvatne tačnosti modeliranja objekata
tehnologijom TLS se osigurava projektovanjem geodetskog eksperimenta. To
podrazumeva optimizaciju relevantnih parametara merenja i metodologije obrade
podataka, kroz analizu uticaja različitih izvora grešaka u procesu merenja,
instrumentalne preciznosti i performansi TLS, sagledavanja prostorne konfiguracije
objekta i analize grešaka modela registracije i georeferenciranja.
U radu su date osnove tehnologije TLS, matematički modeli opažanja, registracije i
georeferenciranja. Predstavljeni su i analizirani različiti izvori grešaka merenja TLS
koje potiču od instrumenta, sredine, objekta s...keniranja i metodologije registracije i
georeferenciranja. Predstavljena su trenutna dostignuća i ograničenja kalibracije TLS.
Date su osnovne postavke 3D modeliranja oblaka tačaka tehnikama MNK uklapanja
površi i zapreminskog modeliranja.
Predložena je pojednostavljena procedura ispitivanja TLS po kriterijumima standarda
ISO17123. Ona obuhvata ispitivanje, analizu i ocenu tačnosti TLS u laboratorijskim
uslovima, po ugledu na postupke kalibracije sistema i mreže skenerskih signala.
Metrološka laboratorija Građevinskog fakulteta u Beogradu je prilagođena za postupke
ispitivanja TLS i izvršeno je ispitivanje jednog modela TLS.
Najvažniji rezultati disertacije odnose se na: formiranje proširenog stohastičkog modela
direktnog georeferenciranja, ustanovljavanje metodologije projektovanja merenja TLS
na inženjerskim objektima i metodologiju indirektnog georeferenciranja linijskih
objekata.
Modifikovan je kompletan teorijski model grešaka direktnog georeferenciranja,
korišćenjem procedure poznate stanice i orijentacije, i to u formi kovarijacione matrice
vi
koordinata tačaka. Ona sadrži sve relevantne uticaje, i to: deklarisanu preciznost
rezultata TLS merenja, uticaje datih veličina kontrolne geodetske mreže, greške
centrisanja, horizontiranja i merenja visine TLS i greške centrisanja i viziranja signala.
Model je formiran na osnovu uticaja pojedinačnih izvora grešaka na vektor translacije i
rotacije sistema oko z-ose...
In high-demanding engineering applications, the latest performance improvements of
the terrestrial lasers scanning (TLS) system and price decreasing trend shows the
significant potential of this technology. Beside the fact that some scanners have the
scanning frequency of over 1.000.000 Hz, in the engineering applications the accuracy
of this survey method plays the key role. Achievement of the satisfactory accuracy of
the object modelling using TLS has to be done by experiment designing. This implies
the optimization process of the relevant measurements parameters and of the
methodology of measurement processing through analysis of the different sources of
measurement errors, instrumental precision and performance of the specific TLS, spatial
configuration of the object and analysis of the models of registration and georeferencing
errors.
This work presents the fundamentals of TLS technology, mathematical models of
measurements, registration and georeferencing. The different types of ...errors and their
influences on the measurement quality are presented and analyzed. The sources of these
errors are discussed in detail and treated as instrumental, environmental, object related
and registration and georeferencing methodology dependent. The present TLS
calibration achievements and existing operational limits are also analyzed. The basics of
the point cloud 3D modelling techniques based on the least square fitting and
volumetric approaches are given.
The simplified test procedure of the TLS accuracy investigation in accordance with the
ISO17123 standard is proposed. The proposed procedure covers investigation, analysis
and accuracy estimation of the TLS system in laboratory conditions. This procedure is
developed based on the model of the system calibration and the network design
procedures. Metrological laboratory of the Faculty of Civil Engineering in Belgrade is
customized for TLS testing. The accuracy investigation of a commercial TLS has been
performed...