Liikenteen automatisointi tarvitsee liikkuvaa laserkeilausta

28/08/2015 / 0 kommenttia / Tagit : , , ,

Liikkuva kartoitus tuo nopeutta ja joustavuutta kolmiulotteiseen mittaukseen ja tuottaa yksityiskohtaisia aineistoja tie- ja kaupunkikartoituksen, kaavoituksen ja ympäristömallinnuksen tarpeisiin.

Kartoitusala elää voimakasta murroskautta. Tiedon digitalisoituminen ja kolmiulotteisuus ovat tämän päivän käyttäjälle itsestäänselvyys. Tietotekniikan lisääntyvän käytön myötä on syntynyt tarve sisällyttää ympäristömalleihin ja karttoihin ensinnäkin kolmiulotteisuus, mutta myös uusia kohdemalleja kuten puita, siltoja ja pylväitä rakennusten ja väylien lisäksi. Tekniikat, joita on perinteisesti käytetty lähiympäristömme mallintamiseen, eivät mahdollista yksityiskohtaista kolmiulotteista suunnittelua ja visualisointia. Liikkuvalla kartoituksella kerätään kolmiulotteista, yksityiskohtaista ja tarkkaa aineistoa ympäristöstä prosessoitavaksi automaattisilla menetelmillä.

Laserkeilaus on tekniikka, joka perustuu laserin käyttöön etäisyysmittauksessa. Keilaavan laseretäisyysmittauksesta tekee optinen järjestelmä, joka ohjaa lasersäteen kulkusuuntaa siten, että kohde valaistuu laserilla halutulla pistetiheydellä. Keilausoptiikka toteutetaan tyypillisesti pyörivällä peilipinnalla (Kuva 1).

Kukko_Kuva 1

Kuva 1

Liikkuva kartoitus perustuu tarkkaan suorapaikannukseen

Liikkuvassa kartoituksessa, kuten myös ilmalaserkeilauksessa, hyödynnetään niin kutsuttua suorapaikannusmenetelmää, jossa laitteiston kulkureitti määritetään kolmiulotteisessa avaruudessa. Laserkeilain ja paikannuslaitteisto toimivat samassa aikajärjestelmässä (GPS-aika), jolloin tietyllä ajanhetkellä tehty lasermittaus, tai kuvan valotus, voidaan georeferoida mittauskohteen koordinaatistoon. Esimerkiksi laserkeilaimen etäisyysmittaukset muunnetaan kolmiulotteisiksi pisteiksi eli pistepilveksi, joka kuvaa yksityiskohtaisesti kohteen geometriaa.

Laserkeilaus on yksityiskohtaista ja tehokasta

Liikkuvan kartoituksen tuottamassa aineistossa on satoja tai tuhansia pisteitä neliömetrillä ja ulottuu näkyvyyden puitteissa jopa satojen metrien etäisyydelle ajoreitistä. Laseraineistoon yhdistetty digitaalinen valokuva-aineisto, laserin tuottaman intensiteettitiedon lisäksi, tarkentaa ja helpottaa kohteiden automaattista tunnistamista. Rakennukset ja tieympäristö rakenteineen voidaan kartoittaa 5 cm tarkkuudella. Parhaimmillaan mallinnusprosessin lopputuloksena on realistinen ympäristömalli (Kuva 2).

Kukko_Kuva 4

Kuva 2

Tulevaisuuden älyliikenne asettaa kuitenkin seuraavan haasteen kolmiulotteisen tiedonkeruun ja aineistonkäsittelymenetelmien tarkkuudelle, suorituskyvylle ja tiedon jakelulle, jotta niitä voidaan hyödyntää turvallisen automaattisen liikenteen tarpeisiin. ”Paikkatietokeskuksen päätutkimusaiheina ovat aineistojen tuotantotekniikat, aineistojen laatu ja automatisointi”, kertoo professori Juha Hyyppä. Kuvassa 3 on esitetty muutamia sovellusesimerkkejä, joissa on hyödynnetty Paikkatietokeskuksen kartoitusjärjestelmiä. Ajoneuvosta tehtävä kartoitus tuo uusia mahdollisuuksia sekä huomattavia taloudellisia säästöjä.

Kukko_Kuva 5

Kuva 3

Uusimpana innovaationa on hyödyntää liikkuvaa kartoitusta kannettavalla alustalla, jonka etuna on pääsy ahtaisiin tai maasto-olosuhteiltaan hankaliin mittauskohteisiin. Lisäksi alustan vapaa liikkuvuus mahdollistaa ajoneuvokeilausta paremmin monimuotoisten rakennusten ja teollisuuslaitosten mittauksen yksityiskohtaisesti (Kuva 4).

Kukko_Kuva 7

Kuva 4

Liikkuva tulevaisuus

Liikkuva kartoitus on tällä hetkellä samanlaisessa voimakkaassa maailmanlaajuisessa käyttöönottovaiheessa kuin ilmalaserkeilaus oli edellisellä vuosikymmenellä. Laitteistojen ja ohjelmistojen kehitys on nopeaa, mikä avaa laserkeilaukselle uusia sovellusalueita älyliikenteen perustyökaluna sekä tieympäristön mallinnuksen että automaattiohjauksen sensoritekniikkana. Tulevaisuuden kartoituksen ja automaattisen mallinnuksen aineistotarpeisiin voidaan vastata liikkuvalla kartoituksella.

Kirjoittanut: TkT Antero Kukko, tutkimuspäällikkö, Paikkatietokeskus FGI, Laserkeilauksen huippuyksikkö. antero.kukko(at)nls.fi

Jaa

Facebook Twitter LinkedIn

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Uusimmat kirjoitukset

// Kaikki
18tammi

Tienhoidon etävalvonnassa hyödynnetään ajoneuvojen tuottamaa tietoa

Etävalvottussa hoitourakassa on kyse siitä, että olemassa oleva liikenne tuottaa tilannekuvan tieverkolta. Voiko tämä onnistua ja…

Tagit: , , , , ,
16tammi

Arktiset meret –ohjelma oli harppaus digitalisaatioon

Tekesin Arktiset meret ohjelma (2014-2017) päättyi vuoden vaihteessa, samaan aikaan kun Tekesistä tuli Business Finland. Ohjelmassa…

Tagit: , , , , ,
13joulu

Arctic marine research group aims to improve vessel safety in harsh sea ice conditions

The research group on Arctic marine technology and safety at Aalto University School of Engineering works…

Tagit: , , , ,

© 2014 Copyright Fintrip
Design and development: Nórr Design