可以用數(shù)碼相機(jī)畫像簡單地得到自然及人工創(chuàng)造物的三維位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
Kuraves-MD
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特長
Kuraves是根據(jù)兩張以上數(shù)碼相機(jī)照的畫像數(shù)據(jù)(照片),將各種自然被拍物體和創(chuàng)造物進(jìn)行三維化的軟件。
因?yàn)闇y量結(jié)果被制作成三維數(shù)據(jù),所以能夠有效利用于物體的長或面積、體積、斷面圖等各種目的和用途。并且,在用市場出售的數(shù)碼相機(jī)拍攝的(二次元)照片上,三維CAD圖紙能夠進(jìn)行存入顯示,CAD圖紙不存在的被拍攝對象也可以一邊看照片一邊圖紙化。
實(shí)現(xiàn)三維CAD與照片測量相融合的Kuraves系列標(biāo)準(zhǔn)軟件。
- 不需要測量專用照相機(jī)
不需要昂貴的測量專用照相機(jī)。可以使用市售的數(shù)碼相機(jī)。
因?yàn)樵贙uraves標(biāo)準(zhǔn)裝配了鏡頭歪斜補(bǔ)正工具,所以在任何一個機(jī)型都可以測量。 - 不需要測量點(diǎn)!
攝影畫像如顯示有尺寸(沒有顯示的話,拍攝距離或達(dá)到被拍攝物體的距離也可以),可以制成帶有尺寸的三維數(shù)據(jù)。無需要攝影位置等麻煩的事前測量。 - 任何人都可快速作業(yè)
照相機(jī)攝影或計(jì)算機(jī)等一般性的操作,任何人都可以簡單操作。因?yàn)椴恍枰厥饧夹g(shù),所以從導(dǎo)入日開始就能有效利用。(參照Kuraves的基本操作流程) - 視覺感
通過以攝影畫像為基礎(chǔ)的測量結(jié)果、三維模擬功能的充實(shí), 可實(shí)現(xiàn)視覺表現(xiàn),即使不從事攝影的人也可以做出有說服力的資料。
Kuraves的基本操作流程
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| 從兩個方向攝影對象物 | 照片間的一致點(diǎn)(對應(yīng)點(diǎn))*低8個點(diǎn)。 只要給一個照片加上點(diǎn),其他的照片就自動生成對應(yīng)點(diǎn)。 |
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功能
| [照相機(jī)鏡頭畸變補(bǔ)正功能] |
| [自動對應(yīng)點(diǎn)處理] |
| [測量點(diǎn)登記功能] |
| [三維顯示功能] |
| [求積、測距計(jì)算功能] |
| [正色畫像三維顯示功能] |
| [等高線、縱斷橫斷繪圖功能] |
[體積計(jì)算(土量計(jì)算)功能]
只要土砂量、孔的容積等剪切地方,就可以進(jìn)行體積計(jì)算。而且,只要輸入計(jì)劃圖或以前的情況,就可以與現(xiàn)狀比較,其充填量開采量和現(xiàn)場的充填開采模擬一起確認(rèn)和掌握。
| 斷面輸出 | 土量計(jì)算結(jié)果 |
| [復(fù)數(shù)畫像連接功能] |
應(yīng)用例
- 給現(xiàn)場照片附加新設(shè)制的構(gòu)造物,制作成三維模型,進(jìn)行發(fā)表!
- 從現(xiàn)狀照片制作三維圖紙,應(yīng)用于「計(jì)劃」!
- 想非接觸測量表面積和長度時!
- 進(jìn)行對象物等高線和斷面體積的計(jì)算!
運(yùn)行環(huán)境
| 項(xiàng)目 | 運(yùn)行環(huán)境 |
|---|---|
| 數(shù)碼相機(jī) | 【數(shù)碼單反相機(jī)類型】 |
| OS | Windows*4) 7/8/XP |
| 存儲器 | 4GB以上 |
| 畫像分辨率 | 1280 x 1040以上 |
| 顯示顏色 | 1670萬色 |
| CD-ROM驅(qū)動器 | 必需(安裝時) |
| 保護(hù)類型 | USB鍵 |
*4) Windows®是微軟公司的注冊商標(biāo)。
五木村施工現(xiàn)場 斜面坍塌測量
2001年3月12日(星期一),于熊本縣球磨郡、作為國土交通省 災(zāi)害適應(yīng)系統(tǒng)的測量裝置進(jìn)行了適應(yīng)性評價。在現(xiàn)場進(jìn)行測量和分析,調(diào)查作業(yè)性和測量精度。作為評價的對象機(jī)械,還進(jìn)行了激光掃描、無棱鏡全站儀的測量。
現(xiàn)場是斜度急的山谷,只能從對岸進(jìn)行攝影。另外,因?yàn)楝F(xiàn)場在施工過程中不容易進(jìn)入,所以用激光測距計(jì)測量從對岸攝影位置到現(xiàn)場(施工結(jié)束法枠部)的距離,并以此為標(biāo)準(zhǔn)長度。
攝影沿著對岸的道路一邊移動共計(jì)從7處進(jìn)行。攝影需要的時間是40分鐘。
[手提設(shè)備]
- 照相機(jī)NIKONCOOLPIX990????1臺
- 三腳架????1個
- 手提激光距離計(jì)NIKON激光800????1臺
- 處理用筆記本電腦????1臺
測量處理作業(yè)
攝影結(jié)束后,立刻在車中進(jìn)行測量處理。,以下全部作業(yè)處理需要的時間是70分鐘。
1. 從所拍的7張畫像中選出4張合適的(上面的畫像1～4)放到Kuraves-K。
2. 把各自的一致點(diǎn)(對應(yīng)點(diǎn))16點(diǎn),計(jì)算照相機(jī)的位置。
3. 輸入拍攝畫像4時到現(xiàn)場的距離(激光測距計(jì)的測量結(jié)果),以此為標(biāo)準(zhǔn)長度來決定整體尺寸。
4. 把現(xiàn)場施工事務(wù)所旁邊的電線桿作為垂直標(biāo)準(zhǔn),設(shè)定垂直軸。
5. 在畫像1設(shè)定約300點(diǎn)的測量點(diǎn),自動計(jì)算。
6. 用檢索功能把誤對應(yīng)點(diǎn)和不能三維化的點(diǎn)省略掉后,制作了坍塌部位的三維模型。
7. 利用圖紙化工具功能制作了三維模型(圖1),縱斷圖(圖2)和等高線(圖3)
| 圖1 | 圖2 | 圖3 |
結(jié)果
現(xiàn)場作業(yè),幾乎只通過拍攝照片就可以得到現(xiàn)場的詳細(xì)情報(bào),維修自由簡單,特別是不需要技術(shù)這些點(diǎn),也得到了現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的好評。
即使日后與無棱鏡全站儀進(jìn)行的測量結(jié)果進(jìn)行比較(如下),相對于500m的*大誤差約為30cm(與整個尺寸對比約0.06%),在精度方面也取得了很好的結(jié)果。
從攝影開始到得到*終結(jié)果只用不到兩個小時,適應(yīng)性也很好。
| 全站 | 點(diǎn) | X | Y | Z |
|---|---|---|---|---|
| 3 | -15499.618 | -70743.572 | 296.628 | |
| 4 | -15497.088 | -70680.280 | 299.790 | |
| 14 | -15456.885 | -70809.903 | 290.568 | |
| 16 | -15512.915 | -70763.421 | 312.820 | |
| Kuraves-K | 點(diǎn) | X | Y | Z |
| 3 | -15499.437 | -70743.378 | 296.714 | |
| 4 | -15497.036 | -70680.367 | 299.770 | |
| 14 | -15456.812 | -70809.849 | 290.575 | |
| 16 | -15513.226 | -70763.583 | 312.718 | |
| 差 | 點(diǎn) | ΔX | ΔY | ΔZ |
| 3 | -0.181 | -0.194 | -0.086 | |
| 4 | -0.053 | 0.086 | -0.010 | |
| 14 | -0.072 | -0.054 | -0.077 | |
| 16 | 0.311 | 0.162 | 0.102 |
碎石現(xiàn)場 堆積土量測量
2002年10月25日(星期五)在兵庫縣測量了碎石工廠的堆積土量。有一處從左方可以俯視到整個現(xiàn)場的高地,所以才拍到了照片。關(guān)于解析時所需要的尺寸在現(xiàn)場立2根桿,用卷尺測量桿之間的尺寸。
移動約10米左右,拍了2張照片。(下列:分析照片)
*注） 為了防止手發(fā)抖，所以各拍了2張，共拍了4張照片。
[手提設(shè)備]
- 照相機(jī)NIKONCOOLPIX5000????1臺
- 桿????2個
- 卷尺
- 處理用筆記本電腦?????1臺
測量處理作業(yè)
攝影結(jié)束后,返回事務(wù)所,開始分析作業(yè)。現(xiàn)狀分析時間約20分。并且制作了以前的情況,到進(jìn)行土量計(jì)算為止的所有處理時間在1小時以內(nèi)。
| 畫像1 | 畫像2 | 桿 |
[現(xiàn)狀分析]
1. 從所拍的2張照片中選出了11點(diǎn)畫像的共同點(diǎn)(對應(yīng)點(diǎn))。
2. 選擇1張畫像,以落下堆積物的交界線為中心加大約85點(diǎn)的點(diǎn)。
3. 通過自動調(diào)配處理計(jì)算,給另一張畫像也加上點(diǎn)后進(jìn)行確認(rèn)。
4. 輸入桿之間的斜距離(8460mm),再把地面設(shè)定為0地點(diǎn)(Z坐標(biāo)=0)。
5. 在落下堆積物的交界處劃上線做上記號,用三維顯示功能進(jìn)行確認(rèn)。
| 粉色框:落下堆積物分界線 | 三維顯示: 從橫側(cè)看 |
[前況作成、土量計(jì)算]
此次因?yàn)闆]有拍攝以前的情況,從照片進(jìn)行推斷后進(jìn)行了制作。
*注）如果攝影,分析的話,可以立即計(jì)算土量
1. 在現(xiàn)狀平面圖上,參考照片推測出以前的地面交界處(Z坐標(biāo)=0)并劃了線。
2. 從平面圖的落下堆積物的交界處面對線方向劃12個斷面圖,并劃上自動橫斷線。
3. 并且,對于各自的橫斷線,寫入前況線。(參照下圖)
4. 在做好的以前情況的變化要點(diǎn)上貼上面,用100cm的篩眼進(jìn)行自動測量。
| 自動數(shù)橫斷線 青:現(xiàn)狀橫斷線 黃:前況(推定) 橫斷線 CL:前況(推定)地面分界線 |
結(jié)果
累積土量為1590立方M。此次按照推斷以前的情況進(jìn)行了測量,但如果調(diào)換計(jì)劃,按圖挖掘出的話,拍攝的畫像會很好,而且正確度高。
| 土量計(jì)算結(jié)果 粉色框:落下堆積物分界線 顏色顯示:濃青(取土一點(diǎn)) 白(填充一點(diǎn)土) 薄青及綠色(取土) |
非破壞性檢查 金屬腐蝕部位測量
2002年10月17日(星期四),在近距離攝影時,進(jìn)行了金屬腐蝕情況的測量和評價。
用腐蝕的金屬板進(jìn)行測量。攝影方法是把數(shù)碼相機(jī)的變焦設(shè)定到Tele端,將焦點(diǎn)距離設(shè)定為60cm(使用COOLPIX時,變焦在Tele端,焦點(diǎn)距離設(shè)定為60cm時得到25×19cm的畫角)。
或者,在金屬板側(cè)面配置硬尺,以此作為標(biāo)準(zhǔn)長度(測量時Tele端,焦點(diǎn)距離60cm時被校正的照相機(jī)參數(shù))。
對照所設(shè)定的照相機(jī)焦點(diǎn)距離,在被拍物體前約60cm開始拍攝。這個拍攝考慮到手會擺動,共拍了5張(在近距離時容易因手?jǐn)[動引起畫像模糊,可能的話*好固定照相機(jī))。攝影需要的時間是1分鐘。
[手提設(shè)備]
- 照相機(jī)NIKONCOOLPIX5000????1臺
- 硬尺
- 處理用筆記本電腦????1臺
測量處理作業(yè)
攝影結(jié)束后,立刻進(jìn)行測量處理。以下所有作業(yè)的處理所要時間,約為30分。
| 畫像1 | 畫像2 |
[現(xiàn)狀分析]
1. 從所拍的5張畫像中選擇2張合適的(上面的照片1,2),放到[Kuraves-K]里。
2. 把各自的一致點(diǎn)(對應(yīng)點(diǎn))13點(diǎn),計(jì)算照相機(jī)的位置。
3. 將硬尺的刻度作為標(biāo)準(zhǔn)長,決定全體的尺度。
4. 在畫像1的金屬上,設(shè)定了約40×40mm1000點(diǎn)篩眼狀的(約1.2mm間隔)測量點(diǎn),進(jìn)行自動計(jì)算。
5. 用檢索功能把誤對應(yīng)點(diǎn)和不能三維化的點(diǎn)省略后,制作腐蝕處的三維模型。
6. 利用圖紙化工具功能制作正色畫像(圖1),等高線(圖2)及斷面(圖3)。
| 圖1:落下堆積物邊界線 | 圖2:100μ等高線 |
| 圖3:斷面圖 | |
結(jié)果
把做好的等高線和樣品進(jìn)行目視比較,圖像吻合。而且,把做成的數(shù)據(jù)(等高線,斷面等)縮小比例印刷,并且用DXF輸出功能在CAD(此時為AUTOCAD)進(jìn)行確認(rèn)。
作業(yè)只需要30分左右,現(xiàn)場操作簡單(僅照相機(jī),縮小比例),用CAD可以簡單制作檢查報(bào)告等優(yōu)點(diǎn)很多。
遺跡、考古學(xué)資料制作
松原市教育委員會對考古學(xué)和遺跡調(diào)查的適應(yīng)性進(jìn)行了評價。
在此次的實(shí)驗(yàn)中,為了調(diào)查發(fā)掘現(xiàn)場的遺物出土狀況及柱穴斷面,用正色畫像提交了*終結(jié)果。
對照所設(shè)定的照相機(jī)焦點(diǎn)距離,在被拍物體前約60cm開始拍攝。這個拍攝考慮到手?jǐn)[動,共拍了5張(在近距離時容易因手?jǐn)[動引起畫像模糊,可能的話*好固定照相機(jī))。
攝影需要的時間是1分鐘。
攝影不用特殊裝置,用通常攝影進(jìn)行。并且,在調(diào)查遺跡分布狀況的地方(對象1;畫像1,2)及調(diào)查柱穴斷面的地方(對象2;畫像3,4)這兩個地方,分別各拍攝了2張。
| 對象1 | 對象2 | |
|---|---|---|
| 環(huán)境?攝影日 | 2003年7月30日(星期二)晴天 | 2003年8月5日(星期一)晴天 |
| 數(shù)碼相機(jī) | NIKON COOLPIX5000(500萬像素) | FUJIFILM FINEPIX6800Z(130萬像素) |
| 標(biāo)準(zhǔn) | 沒有 | 標(biāo)尺(50cm) |
| 其他 | 處理用筆記本電腦 | 處理用筆記本電腦 |
測量處理作業(yè)
各自的攝影結(jié)束后,在現(xiàn)場設(shè)置的事務(wù)所進(jìn)行解析作業(yè)。分析步驟大體上相同,所以表示以下步驟。
(關(guān)于對象1,測量所拍畫像的任意2點(diǎn)之間的距離,并以此為長度標(biāo)準(zhǔn))。)
| 對象1: 表示古物分布狀況的拍攝畫像 | |
|---|---|
| 畫像1 | 畫像2 |
| 對象2: 表示柱孔斷面調(diào)查的拍攝影畫像 | |
| 畫像3 | 畫像4 |
[現(xiàn)狀分析]
1. 2張畫像放到"Kuraves-K"。
2. 把各自的一致點(diǎn)(對應(yīng)點(diǎn))16點(diǎn),計(jì)算照相機(jī)的位置。
3. 畫像1設(shè)定約400點(diǎn)的測量點(diǎn),自動計(jì)算。(畫像3的情況約100點(diǎn))
4. 用檢索功能把誤對應(yīng)點(diǎn)和不能三維的點(diǎn)省略后,制作了崩壞處的三維模型。
[參考]全部處理時間(包含確認(rèn)作業(yè))對象1:70分對象2:20分
結(jié)果
制作的正色畫像,以位圖的形式彩色印刷。把現(xiàn)場調(diào)查之前做好的手寫的復(fù)寫數(shù)據(jù)疊加,驗(yàn)證正色畫像的精度。對照結(jié)果良好,作為圖形化用的畫像數(shù)據(jù),用Kuraves確證了制作的正色畫像能夠適用。
另外,在此做成的畫像數(shù)據(jù),可以作為三維造型數(shù)據(jù)進(jìn)行有效利用,正在探討開展其他的用途。
| 對象1:遺跡出土狀況的正色畫像 | 對象2:柱孔斷面調(diào)查的正色畫像 |
Kuraves應(yīng)用事例一覽
| 斜面坍塌地:「等高線、縱斷橫斷圖制作」 計(jì)劃-現(xiàn)狀:「充填土量計(jì)算」 | 建筑物:「平面圖化」 工廠設(shè)備:「平面圖化」 | 河川:「橫斷圖制作」「位移測量」 |
| 垃圾:「體積計(jì)算」 沙丘,雪:「體積計(jì)算」 | 斜面:「施工面積計(jì)算」 斜面:「定點(diǎn)觀測」「位移測量」 | 工廠設(shè)備:「刮痕形狀和深度測量」 隧道:「龜裂和剝離形狀測量」 |
| 土地:「平面圖化」「面積測量」 | 采石場:「形狀測量」「產(chǎn)業(yè)道路繪圖」 | 道路:「平面圖化」 |
| 車輛:「長度和凹下測量」 樹木:「高度測量」 | 遺跡:「平面圖化」 | 廢棄場:「容量計(jì)算」 |
環(huán)保在線