Harita Dergisi - Harita Genel Komutanlığı

Harita Dergisi Temmuz 2010 Sayı 144C.Altuntaş vd.Yersel Lazer Tarayıcılara Kamera Takılması ve Tarayıcı Koordinatlarına GöreKamera Konumunun Hesaplanması(Camera Mounting to the Terrestrial Laser Scanners and Estimation of the Camera Positionwith Respect to the Scanner Referance Frame)Cihan ALTUNTAŞ 1 , Norbert PFEIFER 2 , Camillo RESSL 2 , Ferruh YILDIZ 11 Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Harita Mühendisliği Bölümü, Konya2Vienna University of Technology, Institute of Photogrammetry and Remote Sensing, Vienna, Austriacaltuntas@selcuk.edu.trÖZET3B konum verisi ölçmede ve modellemedekullanılan en son teknik lazer tarama yöntemidir vemühendislik uygulamalarındaki popülaritesi her geçengün artmaktadır. Ancak lazer tarayıcılar 3B modellemeve görüntüleme için tek başına yeterli değildir. Özelliklenokta bulutlarının birleştirilmesi, taranamayan alanlarınölçülmesi, doku kaplama ve diğer görüntülemeuygulamalarında tarayıcı verilerinin fotogrametrikverilerle birlikte kullanılması gerekir. Lazer tarayıcı vekamera birleşiminden oluşan sistem pek çok amaç içinkullanılabilecek esnek bir sistemdir. Lazer tarayıcılarınçoğunda bütünleşik halde kamera bulunmaktadırancak bu kameraların çoğu düşük çözünürlüklüdür vekameralar tarayıcıdan bağımsız kullanılamaz. Buçalışmada lazer tarayıcıların daha yüksek çözünürlüklükameralarla birlikte kullanılabilmesi için tarayıcıyakamera monte edilmesi ve aralarındaki dışparametrelerin hesaplanması anlatılmaktadır.Anahtar Kelimeler: Yersel Lazer Tarayıcı, SensörBirleşimi, Kamera Konumu, Dış Parametreler,Doğrusallık Koşulu.ABSTRACTThe latest technique used in measuring andmodeling to obtain 3D spatial information is laserscanning technique and its popularity in engineeringapplications is increasing by each day. However,scanned data should be used in conjuction withphotogrammetric data especially to registration of 3Dpoint clouds, measure of not scanned areas, texturemapping and other imaging applications. Laserscanner and camera combination is a flexible systemthat can be used for many purposes. Most of the laserscanners include integrated camera which have oftenlow-resolution and can not be used independently fromthe scanner. In this study, mounting of the camera tothe laser scanner and estimation of orientationparameters between them are explained to use themin collaborate.Key Words: Terrestrial Laser Scanner, SensörCombination, Camera Position, Exterior Parameters,Collinearity Condition.1. GİRİŞLazer tarayıcılar çok yüksek hız ile istenilensıklıkta ölçme alanını tarayarak üç boyutlu (x,y,z)nokta bilgisi ölçerler. Ölçme hızı, nokta sıklığınınayarlanabilmesi, bilgi çıkarımındaki kolaylık veölçme verisinin değişik formatlardagörüntülenebilmesi sistemin üstün yönlerindendir.Lazer tarama ölçmeleri havadan uçak, helikoptergibi araçlardan ya da yerden yapılmaktadır.Yersel ölçmeler için kullanılanlar yersel lazertarayıcı (YLT) olarak adlandırılmaktadır ve buçalışmanın konusudur. Lazer tarayıcılar ışığıngidiş-geliş zamanı (time-of-flight) ya da faz farkıile ölçülen noktanın tarayıcıdan olan mesafesini,ölçme doğrusunun belirli bir doğrultuyla olanyatay ve düşey açısını ve yansıma değeriniölçmektedir (Pfeifer vd., 2007). YLT’larınçoğunda bütünleşik kamera bulunmaktadır ve bukamera görüntüleri yardımıyla ölçülen noktalararenk değeri de atanabilmektedir. Ölçme alanı çoksık aralıklarla tarandığından ölçme verisi noktabulutu şeklindedir. Nokta bulutları obje yüzeyiniçok iyi temsil ettiği için her türlü geometrik bilgigerçek değere çok yakın olarak eldeedilebilmektedir. Ayrıca nokta bulutları üzerinefotoğraf dokusu kaplanılarak objenin gerçeğe enyakın görünümlü ölçekli 3 boyutlu (3B) modelioluşturulabilmektedir.YLT’lar bugüne kadar tarihi eserlerinbelgelenmesi ve 3B modelleme (Yastikli, 2007;Akca vd., 2006; El-Hakim vd., 2004),deformasyon ölçmeleri (Tsakiri vd., 2006) vemimarlık (Schueremans vd., 2009) gibi pek çokmühendislik uygulamasında kullanılmıştır.Özellikle tarihi ve kültürel objelerin ölçülmesi vemodellenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Kamera (CCD algılayıcı) ışın görüntülemek,tarayıcı ise mesafe ölçmek için kullanıldığındankamera ve tarayıcı birleşiminden oluşan busensör sistemi melez sistem olarak daadlandırılmaktadır. Fotoğraflar; tarayıcınoktalarına renk değeri atanmasında, noktabulutu üzerine fotoğraf dokusu kaplamada ve64