Trends und Entwicklungen im Mobile Mapping

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1 Trends und Entwicklungen im Mobile Mapping Prof. Dr. Stephan Nebiker FHNW Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik Institut Vermessung und Geoinformation 7. Hamburger Forum für Geomatik 11. und 12. Juni 2014, Bürgerhaus Wilhelmsburg 2011 FHNW / IVGI

2 Aspen Movie Map Eine historische Vision für Mobile Mapping Lippman, A., Movie-maps: An application of the optical videodisc to computer graphics. ACM SIGGRAPH Computer Graphics 14(3): Visionäre Features Interaktive Bild- / Video-Navigation Verlinkung Video & 2D-Karte Multi-temporale Bildinhalte Multimedia-Inhalte (Bild, Ton, Video) Augmented Display Touch Interface Voice-Ausgabe Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

3 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

4 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

5 Mobile Mapping Consumer Markt oder "Die Schlacht um die Karten" Google > 1 Mrd. US$ pro Jahr für "Geo" Topaktuell (gestern): Akquisition von Skybox Imaging (für 500 Mio. US$) Massstab und Taktgeber! Nokia als Google-Haupt-Konkurrent Kauf von Navteq im 2008 Kauf von earthmine 2012 Nokia HERE mit ca Mitarb. Microsoft bing streetside DE: Betaphase Dez 11 - April 12 seither "Funkstille" Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

6 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

7 Mobile Messsysteme Komponenten Messsensorik / Umgebungssensorik Laserscanner, Bildsensoren etc. GNSS INS Stereokameras (oblique) Laserscanner Georeferenzierung / Positionierungssensorik GNSS, INS, DMI Stereokamera (front) Mobile Plattform Motorfahrzeug, Flugzeug, UAV, Zug, Schiff Multi-Stereo Mobile Mapping System inovitas AG ( ) Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

8 Trägerplattformen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

9 Bildsensorik Sensorkonfigurationen Mono / Divergent Panorama Stereo flexible Blickrichtungen, «einfach» realisierbar keine direkte 2D-/3D- Punktbestimmung Bilddokumentation Texturierung von Punktwolken 360 -Abdeckung aufwändiges Kameradesign keine direkte 2D-/3D- Punktbestimmung «Google Street View»- Produkte fixe Geometrien (längs / quer zur Fahrtrichtung) anspruchsvolle Kalibrierung genaue / direkte 3D- Punktbestimmung 3D-(Mess-)Videos Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

10 Laserscanning Konfigurationen Single-Scanner Multi-Scanner Neu / zunehmend: Multi-Beam Scanner und portable Systeme Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

11 Neuigkeiten Messsensorik (Auswahl) Bildsensoren Neue Panorama-Bildsensoren, z.b. Pointgrey Ladybug 5 LiDAR-Sensoren Multi-Beam LiDAR z.b. Velodyne HDL-32E Flash LiDAR? Ball Aerospace Total Sight Flash LiDAR ( Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

12 Trend: integrierte Systeme (Plug-and-drive?) Multi-Kamerasysteme z.b. Trimble MX1 LiDAR mit Bildsensoren Trimble MX8 Leica Pegasus:Two Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

13 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

14 Georeferenzierung mit Totalstation und Inertialsystem Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

15 INS/GNSS/Vision-Datenfusion absolute 3D-Genauigkeiten von ca. 1 cm erreichbar (sogar ohne GNSS) Integration der Umgebungssensorik in die Positionierung bildbasierte Sensoren besonders prädestiniert Redundanz, automatische Feature-Extraktion a) Bündelblock-basierte Updates b) Einzelpunkt Updates CPG Positionsdifferenz zwischen DG und Passpunkt x directly georeferenced trajectory control point vision based position update Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

16 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

17 Punktwolken vs. Bilddaten Haupt-Herausforderungen Punktwolken Punktwolken mit Intensitätswerten Texturierte Punktwolken Full Waveform Analyse Herausforderung: exakte räumliche und zeitliche Co-Registrierung von LiDAR- Punkten und Bildinformation Bilddaten Monobilder / Panoramabilder Stereobilder 3D-Bilddaten "Mapping the Future as an Intelligent 3D Image" (Keynote Lawrie Jordan, ESRI an der ILMF 13) Herausforderung: zuverlässige und genaue 3D-Messungen über 360 Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

18 Image Matching Multi-Image Matching & Strassenszenen Wissenschaft heisses Thema in Photogrammetrie, Computer Vision und Robotik Industrie Google Maps und Earth (seit 2013) Ersatz expliziter 3D-Gebäudemodelle durch detailliertes DOM Acute3D ( Streetside 3D Reconstruction Lizensiert u.a. durch Autodesk (z.b. in 123D Catch) Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

19 Automatische Informationsextraktion und 3D-Szeneninterpretation Matti, E. & Nebiker, S., Geometry and Colour Based Classification of Urban Point Cloud Scenes Using a Supervised Self-Organizing Map. PFG Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation. 2014(3), p Instrumentenstandort Unterschiedliche Punktauflösungen Legende: Strasse Baumstamm/-ast Gebäudefassade Vegetation Fehlende Aufnahmegebiete (a) Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg, (b) 19

20 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

21 Technologien: Cloud und Web 3D-Geodienste in der Cloud Einfache Nutzung massiver Geodatenmengen durch breite Anwenderbasis HTML5 W3C Candidate Recomm. seit Dez Neu: <canvas> => 2D-Grafiken... WebGL (Web Graphics Library) Plugin-freie Clients für 3D-Geodienste Cloud! Kostengünstige / zuverlässige Cloud-Lösungen (z.b. Amazon EC2) Neue Client-Cloud-Architekturen und Frameworks sind am Entstehen (Objekt-Persistenz-Konzepte, NoSQL-Datenbanken etc. etc.) Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

22 infra3droad ASTRA / Bundesamt für Strassen Geospatial World Forum 2014, Geneva 22

23 infra3drail bls (Brig Lötschberg Simplon Bahnen) Geospatial World Forum 2014, Geneva 23

24 infra3dcity Web Service Stadt Luzern Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

25 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

26 Mobile Mapping und Datenschutz Datenschutz-Kodex für Geodatendienste in Deutschland (28. Feb. 2011) (mit Unterzeichnerliste) Eckdaten des Kodex: Vorinformation über Aufnahmen, Anonymisierung von Gesichtern und KfZ-Kennzeichen (inkl. Rohdaten!), einfache Widerspruchsmöglichkeit inkl. Unkenntlichmachung von Häusern od. Hausteilen CH-Bundesgerichtsentscheid (1C_230/2011 vom ) höchstens ca. 1 % der Bilder ungenügend anonymisiert im Internet & nachträgliche manuelle Unkenntlichmachung auf Anzeige der Betroffenen vollständige Anonymisierung im Bereich von sensiblen Einrichtungen (Schulen, Spitäler, Altersheime, Frauenhäuser, Gerichte und Gefängnisse) keine Bilder von Privatbereichen ohne Zustimmung, falls Kamerahöhe > 2m Information in lokalen Medien Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

27 Google Street View Vor und nach BG-Entscheid: finde den Unterschied Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

28 Inhalt Markt Georeferenzierung Mobile Erfassung Processing Nutzung Rahmenbedingungen Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

29 Ausblick KTI-Projekt infravis (12/ /2015) "Sustainable Infrastructure Management based on Versatile Intelligent 3D Image Spaces" Projektziele / Deliverables: Projektpartner: infravis.3dextraction Optimale 3D- bzw. Tiefenkartenextraktion aus Multi-Sensor und Multiview-Bildsensorik infravis.multiview Integration neuer Bildsensorik in die komplette Bildprozesskette für eine 360-3D-Abdeckung infravis.intellimage Neue, robuste Methoden und Tools für zukünftige cloud-basierte 3D- Geobilddienste Aquisition Bildaufbereitung Nutzung Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

30 Ausblick Indoor Anwendungen & Apps Indoor Location Based Services - Boom (oder Hype?) Gute Aussichten für Indoor Mobile Mapping Ansätze / Technologien Indoor Localisation Technolog. (z.b. ibeacons) Hand-held Lasers (vgl. CSIRO Video, oben) SLAM / Google Tango etc. (Handy mit 3D-Sensor, unten) Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,

31 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Trends & Entwicklungen im Mobile Mapping, 7. HFG, Wilhelmsburg,