Lightweight UAV with on-board photogrammetry and single-frequency GPS positioning for metrology applications

Autor: Pierre Bosser, Yohann Rabot, Olivier Martin, Francis Pichard, M. Daakir, Christian Thom, Marc Pierrot-Deseilligny
Přispěvatelé: Vinci Construction France, Méthodes d'Analyses pour le Traitement d'Images et la Stéréorestitution (MATIS), Laboratoire des Sciences et Technologies de l'Information Géographique (LaSTIG), École nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-École nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN), Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Pôle STIC_OSM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Laboratoire d'Opto-électronique et de Micro-Informatique (LOEMI), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Rok vydání: 2017
Předmět:
Engineering
010504 meteorology & atmospheric sciences
[SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph]
GPS
UAV
Real-time computing
ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION
0211 other engineering and technologies
ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS
02 engineering and technology
[SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology
Metrology
01 natural sciences
Data acquisition
Calibration
ISO
Computer vision
Computers in Earth Sciences
Engineering (miscellaneous)
Aerial image
021101 geological & geomatics engineering
0105 earth and related environmental sciences
Lever-arm
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean
Atmosphere
Precision Lightweight GPS Receiver
business.industry
Orientation (computer vision)
Atomic and Molecular Physics
and Optics
Computer Science Applications
Photogrammetry
Global Positioning System
Artificial intelligence
[SDU.OTHER]Sciences of the Universe [physics]/Other
business
Zdroj: ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing
ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Elsevier, 2017, 127, pp.115-126. ⟨10.1016/j.isprsjprs.2016.12.007⟩
ISSN: 0924-2716
DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2016.12.007
Popis: International audience; This article presents a coupled system consisting of a single-frequency GPS receiver and a light photogrammetric quality camera embedded in an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The aim is to produce high quality data that can be used in metrology applications. The issue of Integrated Sensor Orientation (ISO) of camera poses using only GPS measurements is presented and discussed. The accuracy reached by our system based on sensors developed at the French Mapping Agency (IGN) Opto-Electronics, Instrumentation and Metrology Laboratory (LOEMI) is qualified. These sensors are specially designed for close-range aerial image acquisition with a UAV. Lever-arm calibration and time synchronization are explained and performed to reach maximum accuracy. All processing steps are detailed from data acquisition to quality control of final products. We show that an accuracy of a few centimeters can be reached with this system which uses low-cost UAV and GPS module coupled with the IGN-LOEMI home-made camera.
Databáze: OpenAIRE
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