190020, г. Санкт-Петербург, Старо-Петергофский пр., 44

Руководство пользователя по комплексу PhotoMicrometer 1D/2D

Спецификации Фотомикрометра / Фотомикрометр 1D/2D 29-09-2022, 08:41 35    Распечатать



СОДЕРЖАНИЕ

Содержание
Введение
Маяки PMC. Принцип действия. Основные типы маяков
Маяк PMC-1D и принцип его действия
Маяк PMC-2D и принцип его действия
Классы точности маяков PMC. Способы крепления.
Фотокамера
Методика проведения съемки маяка
Факторы, влияющие на точность и надежность результатов
Работа в программе PhotoMicrometer 1D/2D
Настройка программы
Создание проекта
Открытие проекта
Сохранение проекта
Добавление снимков в проект
Включение/отключение датчика поворота камеры
Удаление снимков из проекта
Автоматическое измерение марок
Автоматическое нахождение марок, вспомогательных и измерительных областей
Ручное выделение вспомогательных областей
Функции трансформирования
Вычисление температурной поправки
Расчет маяка
Анализ деформаций
Пример отчета
Версии программы PhotoMicrometer 1D/2D

ВВЕДЕНИЕ

Фотомикрометр 1D/2D (фотощелемер 1D/2D) - это аппаратно-программный комплекс для выполнения мониторинга трещин и деформационных швов в зданиях и сооружениях по одной или двум координатным осям.
Технология мониторинга состоит и маяка, цифровой фотокамеры и программы PhotoMicrometer 1D/2D. Маяки могут быть двух видов: для одномерных (Рис. 1.) и двухмерных (Рис. 2.) определений.

Фотомаяк PMC-1D для мониторинга трещин на зданиях
Рис.1. Фотомаяк PMC-1D для мониторинга по одному направлению.

Фотомаяк PMC-2D для мониторинга трещин на зданиях
Рис.2. Фотомаяк PMC-2D для мониторинга по двум направлениям.


Маяки изготовлены из гибкого ПВХ-пластика толщиной 0.6 мм. Каждый из маяков состоит их двух пластин (широкой и узкой), которые закрепляются по обе стороны исследуемой трещины.

На пластинах маяка напечатаны кодовые марки (Аруко) и специальные измерительные области в виде черных квадратов и прямоугольников взаимное положение и видимые размеры которых меняются при наличии динамики у исследуемой трещины. Принцип наблюдений основан на съемке маяка цифровой фотокамерой. По результатам автоматизированной фотограмметрической обработки снимков в программе PhotoMicrometer 1D/2D определяется взаимное положение двух пластин маяка по одной или двум координатным осям.
Взаимные перемещения частей маяка определяют из сравнения результатов обработки снимков, выполненных в разное время (в разные циклы наблюдений).

Технология позволяет выполнять наблюдения в разных условиях (в помещениях, на фасадах зданий, на инженерных конструкциях и промышленных объектах), на разных расстояниях (от 0.5 до 50 метров от камеры до объекта) и при разных ракурсах съемки (углы до ±50°). При этом, измерения возможны как по одному, так и по нескольким снимкам на всем диапазоне расстояний съемки.
Обработка снимков в программе PhotoMicrometer 1D/2D основана на автоматическом детектировании и измерении марок маяка и методах фотограмметрии. Это позволяет достигать точности определений до 0.05 мм и выше, а также минимизировать влияние «человеческого фактора» на результаты наблюдений.

Закрепленные маяки находятся на объекте исследований в течение всего периода мониторинга. Материал изготовления маяка и печать устойчивы к выгоранию на солнце и не впитывают влагу. Программа позволяет учитывать поправку за температурное расширение материала, если наблюдения проводятся в разных температурных условиях. Все это позволяет исследовать динамику деформации объекта длительное время и проводить циклы наблюдений с любой периодичностью.


МАЯКИ PMC. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МАЯКОВ.

Маяк PMC-1D и принцип его действия
Маяк PMC-1D представляет собой две пластины, изготовленные из белого ПВХ-пластика толщиной 0.6 мм. на которых напечатаны марки Аруко и измерительные области черного цвета, обозначенные С1, С2, С3 и С4 на Рис.3.

Широкая и узкая пластины маяка PMC-1D с обозначением измерительных областей
Рис.3. Широкая и узкая пластины маяка PMC-1D с обозначением измерительных областей

Все области имеют одинаковую высоту, а С1 и С2 – и одинаковую ширину. Широкая пластина маяка имеет размеры 50х92 мм., и размеры областей С1 и С2 – 15 мм. Ширина узкой пластины составляет 25 мм, а длина, - может варьироваться, в зависимости от модели маяка.
Для мониторинга трещины маяк устанавливается так, как показано на Рис.4.

Установка фото маяка PMC-1D для мониторинга трещины
Рис.4. Установка маяка PMC-1D для мониторинга трещины


Как видно на рисунке, широкая пластина имеет прорези куда продевается узкая пластина таким образом, что часть измерительных областей С3 и С4 скрываются под широкой пластиной. Широкая и узкая пластины закрепляются по разные стороны исследуемой трещины. Маяк крепится к стене посредством сильного клея, двухсторонней монтажной ленты или на винты.

Принцип работы маяка заключается в том, что при увеличении (уменьшении) ширины раскрытия трещины будет изменяться ширина видимой части областей С3 и С4. При этом ширина областей С1 и С2 не изменяется, и их размеры используются как опорные. Текущее положение и размер измерительных областей можно зафиксировать, выполнив фотосъемку маяка. А используя известные исходные размеры областей С1 – С4 в миллиметрах и измеренные на снимке размеры их изображений в пикселях, можно точно определить текущую ширину областей С3 и С4 в миллиметрах, даже не прибегая к сложным фотограмметрическим расчетам.

Шкала-нониус, которая нанесена на маяк PMC-1D позволяет вручную взять отсчет с точностью 0.1 мм в случае, когда маяк находится в зоне доступа. Шкала-нониус не является обязательным элементом технологии, играет вспомогательную роль и расширяет функционал данного устройства.


Маяк PMC-2D и принцип его действия
Маяк PMC-2D выполнен из такого же материала, что и маяк PMC-1D. Размеры широкой пластины маяка PMC-2D составляют 60х92мм. Остальные размеры аналогичны размерам маяка PMC-1D. Маяк PMC-2D имеет 6 измерительных областей С1 – С6 (Рис.5).

Широкая и узкая пластины маяка PMC-2D с обозначением измерительных областей
Рис.5. Широкая и узкая пластины маяка PMC-2D с обозначением измерительных областей


Области С1 и С2 являются опорными. Их размеры и положение на снимке определяют масштаб измерений и положение системы координат мониторинга. Области С3 и С4 – отвечают за измерения по горизонтальной, а области С5 и С6 – по вертикальной координатным осям.
Способ крепления маяка PMC-2D возле трещины для ее мониторинга показан на Рис.6.

Установка маяка PMC-2D для мониторинга трещины
Рис.6. Установка маяка PMC-2D для мониторинга трещины


Как можно видеть на Рис.6. узкая и широкая пластины маяка закреплены по разные стороны исследуемой трещины. Возможные способы крепления: сильный клей, клейкая двухсторонняя монтажная лента или винты.

Способ взятия отсчетов маяка PMC-2D по горизонтальной оси аналогичен описанному выше способу взятия отсчетов маяка PMC-1D: текущий отсчет в цикле мониторинга представляет собой деленную пополам разность горизонтальных размеров областей С3 и С4 определенную по фотоснимку (фотоснимкам) с использованием размеров изображений данных областей, а также размеров изображений опорных областей С1 и С2 и их известных физических размеров.

Текущий отсчет по вертикальной оси маяка PMC-2D представляет собой деленную пополам разность вертикальных размеров областей С5 и С6 определенных на основе размеров изображений данных областей, а также размеров изображений опорных областей С1 и С2 на снимке и их известных физических размеров.

Деформации трещины по горизонтальной или вертикальной координатным осям определяются посредством вычисления разностей между соответствующими отсчетами в разных циклах наблюдений.


Классы точности маяков PMC. Способы крепления.

В настоящее время и маяки PMC-1D, и маяки PMC-2D выпускается в двух вариантах точности: 0.1 мм и 0.05 мм. Показатель точности указан на маркировке маяка, сразу после его типа, например, маркировка PMC-2D 0.1 означает двухмерный маяк точности 0.1 мм, а маяк PMC-2D 0.05 – тоже двухмерный маяк, но точности 0.05 (Рис.7 и Рис.8).

Фотограмметрический маяк PMC-2D 01 для мониторинга трещин
Рис.7. Маяк PMC-2D 0.1

Фотограмметрический маяк PMC-2D 005 для мониторинга трещин
Рис.8. Маяк PMC-2D 0.05


Внешне маяки, показанные на Рис.7 и Рис.8, мало чем отличаются друг от друга, но при этом, маяки PMC-2D 0.05 проходят дополнительную технологическую проверку и тестирование.

И маяки PMC-1D и маяки PMC-2D могут иметь отверстия для крепления при помощи винтов (Рис.9.). У данной серии маяков узкая пластина выполнена более длинной (180 мм.), что позволяет их использовать при мониторинге более широких трещин. Кроме того, пустое место на узкой пластине маяка может быть использовано для рекламного стикера-наклейки фирмы, выполняющей мониторинг.

Маяки с отверстиями под винтовые крепления и удлиненной узкой пластиной
Рис.9. Маяки с отверстиями под винтовые крепления и удлиненной узкой пластиной


Для винтового крепления подойдут шурупы диаметром 2 – 2.5 мм с дюбелями минимальной длинны.

И маяки, у которых есть отверстия под винтовое крепление, и маяки без данных отверстий могут быть надежно закреплены для мониторинга при помощи сильного клея (например, клей для ПВХ) или на двустороннюю клейкую монтажную ленту. В этом случае узкая и широкая пластины маяка должны крепиться к стене зонами, показанными на Рис. 10.

Зоны маяка PMC-1D для крепления на клей или монтажную ленту при мониторинге трещины
Рис.10. Зоны маяка PMC-1D для крепления на клей или монтажную ленту.


На Рис.10 показана схема с видом обратной стороны маяка PMC-1D, на которой розовым цветом показано расположение зон для закрепления маяка на клей или монтажную ленту. Схема данного способа крепления маяка PMC-2D будет выглядеть аналогично.


ФОТОКАМЕРА

Принцип наблюдений трещин и деформационных швов в зданиях и сооружениях основан на съемке маяка цифровой фотокамерой. Для мониторинга с маяком PMC может применяться практически любая современная цифровая фотокамера. При выборе камеры для мониторинга важным требованием является возможность получать детальные снимки с разных расстояний, поэтому удобным является применение телеобъективов с переменным фокусным расстоянием или камер-телекомпактов.

Зависимость расстояния съемки и требуемого фокусного расстояния камеры представим в виде таблицы:
Таблица.1.

Расстояние съемки (м.)

0.5

1

5

10

20

30

40

50

Эквивалентное фокусное расстояние камеры (мм.)

30 – 80

40 - 160

≥200

≥ 350

≥ 700

≥ 1100

≥ 1400

≥ 1700


Эквивалентное фокусное расстояние камеры приводится в пересчете на формат кадра 36х24 мм. для матриц с разрешением 15 – 20 мегапикселей.

При расстояниях съемки, превышающих 2 метра, желательно использовать штатив.

Очень хорошо, если в настройках камеры есть функция исправления дисторсии (что уже встречается в некоторых современных моделях фотокамер). Это особенно желательно если планируется съемка с близкого расстояния (<1 м.) с широкоугольным объективом или камерой телефона. При съемке с расстояний, превышающих 1 м., и использовании объективов среднефокусных и длиннофокусных (см. Таб.1)., как правило, влияние дисторсии на результаты измерений незначительно и нет необходимости ее исправлять. Так что, в этом случае, для съемки могут быть использованы любые камеры и объективы из данного диапазона фокусных расстояний.

В любом случае, перед выполнением мониторинга камеру желательно протестировать на влияние дисторсии так, как показано на стр. 8, 9.

Методика проведения съемки маяка

Общие правила съёмки:
1. Основная задача съемки, – получение качественных, четких, равномерно освещенных фотоизображений. При съемке с расстояния превышающего 2 метра желательно использовать штатив.
2. При съемке желательно располагать изображение маяка в центральной части кадра (Рис. 11).
Расположение фото маяка для мониторинга трещин в центре кадра - лучший вариант
Рис.11а. Расположение маяка в центре кадра

Расположение фото маяка для мониторинга трещин на краю кадра - плохой вариант
Рис.11б. Расположение маяка на краю кадра


3. Максимальный и минимальный размеры изображения маяка на снимке при которых возможны автоматические измерения маяка в программе Photomicrometer 1D/2D показаны на Рис.12.
Максимальный размер изображения на снимке фотомаяка
Рис.12а. Максимальный размер изображения маяка на снимке

Минимальный размер изображения на снимке фотомаяка
Рис.12б. Минимальный размер изображения маяка на снимке


В первом случае (Рис.12а) показан размер изображения, при котором маяк полностью виден и занимает максимальную часть площади кадра. Во втором (Рис.12б) – показан минимальный размер, при котором программа еще распознает марки и может выполнять автоматические измерения (примерно 1/6 часть длины и 1/50 часть площади кадра для камеры с разрешением 15 – 20 мегапикселей).

Оптимальным является размер изображения маяка, составляющий примерно 1/2 – 1/3 длины кадра и 1/5 – 1/10 его площади, что примерно соответствует изображению, показанному на Рис.10а.

4. Если нет возможности выполнить ортогональный снимок, в зависимости от условий, съемку можно выполнять под разными ракурсами. При этом есть определенные ограничения, связанные с конструкцией маяков:
  • для маяка PMC-1D диапазон возможных горизонтальных углов съемки составляет ±50°, а диапазон вертикальных углов – ±70°;
  • для маяка PMC-2D диапазон возможных горизонтальных и вертикальных углов съемки составляет ±50°;
  • угол поворота камеры вокруг ее оптической оси при съемке обоих типов маяков особых допусков не имеет и ограничения здесь могут быть связаны только с удобством выполнения съемки и обработки полученного снимка.

    5. При выполнении одного цикла наблюдений достаточно сделать и обработать один снимок. Но увеличение числа снимков в циклах повышает надежность и точность результатов.


    Факторы, влияющие на точность и надежность результатов

    Помимо типа маяка на точность и надежность получаемых результатов оказывает влияние целый ряд факторов, которые необходимо учитывать при выполнении съемки.

    Расстояние и ракурс съемки. Хотя система обеспечивает надежные результаты на всем диапазоне расстояний съемки, их точность на предельных расстояниях несколько снижается.

    Ракурс съемки оказывает влияние на результаты фотограмметрических определений при небольших расстояниях съемки (до 5-ти метров). Для устранения влияния ракурса на результаты фотограмметрических определений в программе PhotoMicrometer 1D/2D есть функция трансформирования снимков, которую необходимо использовать при обработке снимков, выполненных с небольших расстояний и с заметной перспективностью изображения. При расстояниях съемки превышающих 5 метров влияние ракурса на результаты фотограмметрических определений едва заметны и использование функции трансформирования не обязательно.

    Число снимков. Система Фотомикрометр 1D/2D позволяет выполнять мониторинг по одиночным снимкам на всем диапазоне расстояний съемки. Но увеличение числа снимков в цикле наблюдений повышает точность и надежность результатов. Причем данное улучшение результатов имеет чисто вероятностно-статистический (не геометрический) характер, так, что все снимки могут быть могут быть получены с одной позиции камеры.

    Освещенность. Для получения качественных, пригодных для обработки изображений съемку нужно выполнять в моменты, когда маяк равномерно освещен, – лучше всего в пасмурную погоду при рассеянном освещении. Не допускается наличие на изображении маяка неравномерно освещенных участков и бликов. В местах с недостаточным освещением можно снимать маяк, используя вспышку. Но при этом не следует выполнять съемку под прямым углом к маяку во избежание появления бликов на снимке.

    Температура. При выполнении мониторинга в условиях существенных изменений температуры необходимо учитывать температурное расширения пластин маяка. Программа PhotoMicrometer 1D/2D позволяет вычислять и учитывать температурные поправки. Для этого необходимо знать и ввести в программу температуру на момент фотосъемки. При съемке в солнечную погоду следует помнить, что реальная температура маяка, находящегося на солнце, может существенно отличаться от температуры воздуха.

    Дисторсия. Для того, чтобы убедиться насколько сильно геометрические искажения объектива вашей камеры влияют на результаты необходимо сделать специальный тест, для чего нужно выполнить 5 снимков одного и того же маяка так, чтобы маяк попал на разные участки кадра (Рис.13).

    Снимки фотограмметрических марок для теста на влияние дисторсии
    Рис.13. Снимки для теста на влияние дисторсии.


    Максимальные взаимные расхождения в отсчетах, полученных в ходе обработки данных снимков в программе PhotoMicrometer 1D/2D, не должны отличаться более чем 0.1 мм и 0.05 мм для съемки маяков соответствующей точности.

    Если же указанные условия не выполняются, то снимки, выполненные данной камерой необходимо исправлять за дисторсию. У многих современных камер функция исправления дисторсии присутствует в меню фотоаппарата, – ее нужно активировать. Если же такой функции в меню камеры нет, то можно воспользоваться штатным программным обеспечением, поставляемым с камерой. В крайнем случае (при отсутствии возможностей описанных выше), можно выполнить калибровку камеры используя специализированное программное обеспечение.

    Справедливости ради нужно сказать, что влияние дисторсии бывает значительным у широкоугольных объективов, которые для мониторинга, как правило, не применяются. При использовании же для съемки среднефокусных и длиннофокусных объективов, влияние дисторсии на результаты фотограмметрических определений в Фотомикрометр 1D/2D едва заметно и, как правило, не превышает заявленной точности системы.

    Кроме того, для обеспечения наиболее достоверных и точных результатов мониторинга, следует придерживаться некоторых общих правил по организации наблюдений в каждом цикле:
    ➔ проводить съемку одной и той же камерой;
    ➔ снимать маяк примерно с одних и тех же точек фотографирования;
    ➔ снимать и использовать в расчетах одинаковое количество кадров.




    РАБОТА В ПРОГРАММЕ PHOTOMICROMETER 1D/2D

    Интерфейс программы PhotoMicrometer 1D/2D показан на Рис.14.
    Интерфейс программы PhotoMicrometer 1D2D
    Рис.14. Интерфейс программы PhotoMicrometer 1D/2D


    НАСТРОЙКА ПРОГРАММЫ

    Иконка программы PhotoMicrometer
    При нажатии на значок программы появляется контекстное меню, в котором можно выбрать “Настройки”, “Справка”, “О программе”, “Открытые проекты”.

    В настройках можно задать каталог, в котором будут храниться проекты программы и путь к каталогу со снимками маяков (Рис.15).
    Настройка программы PhotoMicrometer 1D2D
    Настройка программы PhotoMicrometer 1D2D


    СОЗДАНИЕ ПРОЕКТА

    Создание проекта в программе PhotoMicrometer 1D2D
    В проекте хранятся данные одного наблюдения для одного маяка. Пользователю нужно будет задать имя проекта, после чего будет предложено добавить снимки в проект. Этот шаг можно пропустить и добавить снимки позднее.

    ОТКРЫТИЕ ПРОЕКТА

    Открытие проекта в программе PhotoMicrometer 1D2D
    Выбирается существующий файл проекта. Если в программе был открыт другой проект, то пользователю будет выведен запрос на сохранение несохраненных изменений, если они есть, после чего текущий проект будет закрыт.

    СОХРАНЕНИЕ ПРОЕКТА

    Сохранение проекта в программе PhotoMicrometer 1D2D
    Автоматическое сохранение в программе не предусмотрено. Все изменения данных проекта осуществляются в памяти программы и сохраняются на диск только при использовании Сохранить проект или Сохранить проект как. При выборе Сохранить проект как можно пересохранить проект под другим именем, при этом данные раннего сохранения не перезапишутся, а работа в программе будет продолжена в новом сохраненном проекте.

    ДОБАВЛЕНИЕ СНИМКОВ В ПРОЕКТ

    Добавление снимков в проект в программе PhotoMicrometer 1D2D
    При добавлении снимков предлагается выбрать один или несколько снимков. Программа считывает номер маяка на загруженных снимках автоматически.
    После загрузки первого снимка в проект появляется окно, позволяющее проконтролировать правильность загруженной фотографии маяка — в одном проекте допускаются только фотографии одного и того же маяка. Это же окно будет выводиться также в случае, когда номера на фотографии не распознаны или распознаны отлично от первой фотографии проекта. Пользователь может скорректировать значение номеров вручную или отменить загрузку выбранной фотографии в проект.

    Проверка номера маяка в проекте в программе PhotoMicrometer 1D2D


    ВКЛЮЧЕНИЕ/ОТКЛЮЧЕНИЕ ДАТЧИКА ПОВОРОТА КАМЕРЫ

    Вкл выкл датчика поворота камеры в программе
    При выполнении съемки для мониторинга лучше отключить у камеры встроенный датчик поворота. Если же вы забыли это сделать, то для корректной обработки полученных снимков в программе PhotoMicrometer 1D/2D необходимо выбрать позицию ВКЛ поворот снимка на панели поворота. По умолчанию считается, что датчик поворота у камеры выключен (так как показано на рисунке).

    УДАЛЕНИЕ СНИМКОВ ИЗ ПРОЕКТА

    Удаление снимка в программе PhotoMicrometer 1D2D
    Удаляет текущий отображаемый снимок.


    АВТОМАТИЧЕСКОЕ НАХОЖДЕНИЕ МАРОК, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ

    Найти области на всех снимках в программе PhotoMicrometer 1D2D
    При запуске команды Найти области на всех снимках измерение будет последовательно проводиться на снимках проекта. Если проект содержит только один снимок, то нахождение областей будет выполнено на нем. Если поиск выполнен успешно, то на текущем снимке появятся вспомогательные области, выделенные цветными пунктирами, как это показано на Рис.16.

    Выделенные вспомогательные области маяка в программе PhotoMicrometer 1D2D
    Рис.16. Выделенные вспомогательные области маяка


    При этом измерительные области С1 – С6 будут найдены автоматически. Их положение можно будет увидеть после нажатия кнопки Рассчитать маяк. Вспомогательные же области должны быть выделены именно так, как показано на Рис.16. Иногда, как правило, при недостаточной четкости снимка программа может сделать ошибку и области будут выделены неправильно. В этом случае можно выделить вспомогательные области вручную.

    РУЧНОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ОБЛАСТЕЙ

    Ручное выделение вспомогательных областей на снимке Фотомикрометра
    Существует 3 вспомогательных региона с марками: левая область, центральная область и правая область. В меню Управление областями настраивается цвет каждого региона. Для изменения региона необходимо выбрать его в списке, например, Выделить левую область, а затем выбрать одну из четырех команд работы с регионом. Добавить многоугольник (a) задает четырехугольник произвольной формы. Добавить прямоугольник (b) задает прямоугольную область на снимке, все линии которой параллельны сторонам снимка. Переместить вершину (c) позволяет изменить форму существующего региона. Удалить область (d) удаляет регион со снимка. Для выделения вспомогательных областей нужно присутствие на снимке всех трех регионов, являющихся четырехугольниками, вершины которых это внешние углы квадратных марок. Начинать измерение каждого региона необходимо с его левой верхней вершины и выполнять его по часовой стрелке (при использовании инструмента (а)). Правильно выделенные вспомогательные области маяка показаны на Рис.16. После выделения вспомогательных областей измерительные области С1 – С6 будут найдены автоматически.

    ФУНКЦИИ ТРАНСФОРМИРОВАНИЯ

    вкл выкл трансформирование снимка
    Трансформирование снимка — это его строгое аффинное преобразование, при котором аналитически устраняется перспективность изображения. Трансформирование выполняется по вычисленным элементам ориентирования снимка, которые программа находит из решения обратной фотограмметрической засечки при активации процедуры трансформирования. Необходимость трансформирования возникает при обработке снимков, выполненных с небольшого расстояния (до 5-ти метров) и при заметных угловых ракурсах съемки. Для активации данной процедуры (по умолчанию она выключена) необходимо выбрать пункт ВКЛ трансформирование на панели управления.

    В некоторых редких случаях (например, при съемке на некоторые модели телефонов) программа не может прочитать информацию о параметрах камеры из EXIF-протокола файла снимка. В этом случае программа попросит ввести вручную информацию о фокусном расстоянии камеры и размерах матрицы.

    Параметры камеры

    После ввода данных параметров, можно будет продолжить расчет.

    Задать точку фотографирования
    Еще одной вспомогательной функцией является функция Задать точку фотографирования. Необходимость задействовать данную функцию возникает, когда программе не удалось корректно решить обратную фотограмметрическую засечку (это бывает редко, но, если случится, – программа выдаст соответствующее сообщение). В этом случае для продолжения решения необходимо ввести приближенные значения координат точки фотографирования и трех углов, ориентирующих камеру относительно плоскости маяка. После нажатия на кнопку Задать точку фотографирования откроется следующая форма:

    Предварительная точка фотографирования


    Начало координат находится в центре маяка. Ось X идет слева направо; ось Y – от центра маяка в глубь стены на которой он закреплен (координата Y камеры всегда отрицательна); ось Z – направлена вверх. Нужно примерно оценить положение, какими были координаты камеры в момент съемки и ввести их значения в миллиметрах. Также, желательно оценить ракурс съемки в градусах: альфа – горизонтальный угол (если точка съемки находится левее маяка, то угол альфа положительный, если справа, - отрицательный); омега – вертикальный угол (если камера смотрит на маяк снизу-вверх, – угол омега положительный, если сверху вниз, - отрицательный); каппа – угол поворота вокруг оптической оси камеры (минус – если до горизонтального положения маяка камеру нужно доворачивать по часовой стрелке и плюс, – если против). После ввода можно дальше продолжить расчет. Программа уточнит введенные значения в процессе решения и выдаст правильный результат.

    ВЫЧИСЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОПРАВКИ

    инструменты
    При выполнении мониторинга при значительных изменениях температуры воздуха необходимо учитывать температурное расширение материала, из которого сделан маяк. Для учета температурной поправки до начала расчета на панели Инструменты необходимо ввести температуру маяка (окружающей среды) на момент съемки (по умолчанию стоит +20°). Кроме того, нужно внести фактическое расстояние D между центром широкой пластины и левым краем крепления узкой пластины (по умолчанию стоит 60 мм).


    фотограмметрический маяк учет расширения от температуры

    После ввода этих данных температурная поправка будет вычислена и автоматически учтена в результатах расчетов.


    РАСЧЕТ МАЯКА

    Рассчитать фотограмметрический маяк
    Расчет маяка доступен, когда выделены вспомогательные области на всех снимках проекта (Рис.16).
    После нажатия на кнопку Рассчитать маяк откроется форма Проверка BITMAP с изображением измерительной части маяка после бинаризации и трансформирования (если оно выполнялось):

    Проверка BITMAP


    Контурными прямоугольниками показаны результаты автоматического выделения измерительных областей С1 – С6. При правильном определении порога бинаризации внутри выделенных контуров должны быть четкие черные четырехугольники измерительных областей на белом фоне. Порог бинаризации подсчитывается автоматически и в большинстве случаев правильно. Однако, в случае сложных условий съемки или серьезной ошибки в экспозиции автоматическое определение порога может оказаться не идеальным (черные измерительные области будут иметь белые вкрапления или на белом фоне появятся черные точки). На этот случай на форме есть бегунок (верхний) при помощи которого можно уточнить значение порога. Данный инструмент нужно использовать аккуратно и только в крайнем случае, когда порог явно определен не верно, поскольку изменение порога может повлиять на значения отсчетов.

    После нажатия на кнопку OK, будут рассчитаны и выведены на экран отсчеты по осям:

    Результаты расчета маяка

    Длина по X – отсчет по горизонтальной оси (деленная пополам разность горизонтальных размеров областей С3 и С4);
    Длина по Z – отсчет по вертикальной оси (деленная пополам разность вертикальных размеров областей С5 и С6);
    СКО – среднеквадратическая ошибка измерений, связанная с ошибкой определения масштаба изображения маяка на снимке. Находится по размерам изображений областей С1 и С2, и является косвенной интегральной оценкой точности определений.
    При использовании в проекте нескольких снимков отсчеты по осям координат получают методом усреднения отсчетов по отдельным снимкам, а в окне СКО, записывают усредненную оценку.

    АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИЙ

    Для выполнения анализа результатов мониторинга нужно перейти на вкладку Анализ деформаций (Рис.17.).
    Анализ деформаций маяка на трещине


    Пользователь может открыть каталог с проектами или один проект, а также добавить другие проекты к открытым проектам. Список проектов будет показан слева в таблице Последовательность наблюдений маяка.

    Работа с проектами в программе

    По умолчанию, последовательность проектов соответствует дате и времени наблюдений (берутся из EXIF-данных снимков). Пользователь может сортировать последовательность отображения проектов в списке и на графиках. Можно закрыть выделенный в списке проект или все проекты сразу. После загрузки проектов в программу в графическом окне будут построены графики смещений (Рис.17).

    На графиках выводятся все смещения пластин маяка из списка проектов по двум осям X и Z для маяка PMC-2D и по одной оси X – для маяка PMC-1D. На графиках представлены разности отсчетов в циклах наблюдений относительно начального цикла или относительно первого открытого проекта. Масштаб по оси значений смещений вычисляется автоматически и выводится пользователю в окне Предельный диапазон значений. Это значение можно редактировать, меняя вид графиков, но не ниже рассчитанного минимума для заданного списка проектов. Масштаб отображения графиков можно менять, перемещая мышь с зажатой левой кнопкой по графику вниз-влево, и возвращая в исходный масштаб - вверх-вправо. Может быть выбрано 2 вида горизонтальной шкалы графиков - равномерная или соответствующая шкале времени (галочка Показать график с календарным интервалом времени между проектами).

    Сохранить отчет в программе

    Пользователь может сохранить результаты расчетов в виде отчета в формате HTML или в текстовом формате.

    ПРИМЕР ОТЧЕТА

    Пример отчета в программе Photomicrometer


    В отчете в первом столбце таблицы записан номер проекта по порядку, во втором - дата и время съемки, в третьем столбце находится название проекта, в четвертом столбце записан номер маяка, в пятом столбце записана температура, которая была во время съемки (по умолчанию +20°), в шестом и седьмом столбцах записаны отсчеты по координатным осям X и Z (для маяка PMC-1D – только по оси X). В следующем столбце приведена среднеквадратическая ошибка измерений, связанная с ошибкой определения масштаба изображения маяка на снимке – m(мм). В двух последних столбцах (для PMC-1D – в последнем столбце) приводятся разности отсчетов по осям координат между текущим и начальным циклом наблюдений. Данные из таблицы также могут быть сохранены в виде текстового файла.

    ВЕРСИИ ПРОГРАММЫ PHOTOMICROMETER 1D/2D

    Программа существует в двух версиях: собственно, PhotoMicrometer 1D/2D и PhotoMicrometer 1D. Как можно понять из названий первая версия поддерживает работу с обоими типами маяков (PMC-1D и PMC-2D) и может выполнять мониторинг как по одной, так и по двум координатным осям. Вторая версия программы (PhotoMicrometer 1D) работает только с маяками PMC-1D и выполняет мониторинг только по одному направлению. В остальном функционал данных версий программы идентичен.

    --
  • ПОХОЖИЕ ПУБЛИКАЦИИ

      ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ PhotoMicrometer 3D

      Фотограмметрический щелемер (фотощелемер) - это аппаратно-программный комплекс для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов. Комплекс состоит из: ➔ набора специальных маяков (фотомаяков). Каждый маяк состоит из 2-х пластин (маркеров), с...

      Анонс новой системы PHOTOMICROMETER 1D/2D

      Представляем Вашему вниманию более простое и бюджетное решение фотограмметрической системы Photomicrometer 3D - Photomicrometer 1D/2D, построенное на тех же принципах. В данной статье мы представляем такое устройство и основанную на нем фотограмметрическую технологию мониторинга трещин, выход...

      Работа в программе PHOTOMICROMETER 3D

      Аппаратно-программный комплекс "Фотомикрометр" (фотограмметрический щелемер), предназначенный для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов, предназначен для работы обычных пользователь, а не узконаправленных специалистов, например,...

    ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ PhotoMicrometer 3D

    Фотограмметрический щелемер (фотощелемер) - это аппаратно-программный комплекс для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов. Комплекс состоит из: ➔ набора специальных маяков (фотомаяков). Каждый маяк состоит из 2-х пластин (маркеров), с...

    Анонс новой системы PHOTOMICROMETER 1D/2D

    Представляем Вашему вниманию более простое и бюджетное решение фотограмметрической системы Photomicrometer 3D - Photomicrometer 1D/2D, построенное на тех же принципах. В данной статье мы представляем такое устройство и основанную на нем фотограмметрическую технологию мониторинга трещин, выход...

    Работа в программе PHOTOMICROMETER 3D

    Аппаратно-программный комплекс "Фотомикрометр" (фотограмметрический щелемер), предназначенный для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов, предназначен для работы обычных пользователь, а не узконаправленных специалистов, например,...

    Разработка — А.Войнаровский, А.Леонтьева. Copyright © 2015-2022 «НПП «Фотограмметрия». Все права защищены.