LiDAR Mobile Mapping

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1 Institut für Kartographie und Geoinformatik Leibniz Universität Hannover LiDAR Mobile Mapping Visualisierung, Vermessung, Fahrerassistenz

2 IKG Erfassungsfahrzeug Riegl VMX-250, 2 x 100 Hz, 2 x 300k Punkte/s IKG Universität Hannover Claus Brenner 2

3 IKG Erfassungsfahrzeug IKG Universität Hannover Claus Brenner 3

4 IKG Erfassungsfahrzeug IKG Universität Hannover Claus Brenner 4

5 LiDAR Mobile Mapping A B C Visualisierung Vermessung Fahrerassistenz IKG Universität Hannover Claus Brenner 5

6 Anwendungen A: A: Visualisierung Verbraucher, Kartendienste

7 Street View: Umschalten des Modus IKG Universität Hannover Claus Brenner 7

8 Street View: Umschalten des Modus IKG Universität Hannover Claus Brenner 8

9 Street View: Umschalten des Modus IKG Universität Hannover Claus Brenner 9

10 Neue Visualisierungsmöglichkeiten: Bubble Slide IKG Universität Hannover Claus Brenner 10

11 IKG Universität Hannover Claus Brenner 11

12 Bubble Slide IKG Universität Hannover Claus Brenner 12

13 Bubble!Slide auf YouTube IKG Universität Hannover Claus Brenner 13

14 Punktwolken direkt im Webbrowser Heute: HTML5/WebGL, damit Grafik direkt im Browser möglich Streaming der Punktwolke Demoanwendung: Daniel Eggert, ikg IKG Universität Hannover Claus Brenner 14

15 Anwendungen B: B: Vermessung Vermessung und Kartierung

16 Abbildung von Infrastrukturobjekten IKG Universität Hannover Claus Brenner 16

17 Abbildung von Infrastrukturobjekten IKG Universität Hannover Claus Brenner 17

18 Straßenoberfläche IKG Universität Hannover Claus Brenner 18

19 Bäume IKG Universität Hannover Claus Brenner 19

20 Lichte Höhe / Weite IKG Universität Hannover Claus Brenner 20

21 2D: Reflektivität (Laserkanal) IKG Universität Hannover Claus Brenner 21

22 Kachelung und Überlagerung mit GIS Daten IKG Universität Hannover Claus Brenner 22

23 Thematische Darstellung: Höhe, zyklische Farben, wenige cm. IKG Universität Hannover Claus Brenner 23

24 Thematische Darstellung: Filter zur Detektion von Höhenunterschieden IKG Universität Hannover Claus Brenner 24

25 Überlagerung im Browser (und im GIS) GeoServer/ GeoWebCache / OpenLayers (Browser, GIS) Direkt OpenLayers (Browser) Demo: Stefan Werder, ikg IKG Universität Hannover Claus Brenner 25

26 Anwendungen C: C: Fahrerassistenz Assistenzsysteme und (Und selbstfahrende Fahrzeuge) selbstfahrende Fahrzeuge

27 Positionsbestimmung durch Landmarken (x,y) IKG Universität Hannover Claus Brenner 27

28 Landmarken: Pfosten / Masten / Stangen IKG Universität Hannover Claus Brenner 28

29 Extraktion: Pfosten / Masten / Stangen IKG Universität Hannover Claus Brenner 29

30 Beispiel: Extrahierte Stangen (Königsworther Platz) IKG Universität Hannover Claus Brenner 30

31 Extrahierte Stangen 2D Punkte IKG Universität Hannover Claus Brenner 31

32 Test: Positionsbestimmung RTS Hanna Roboter (Straßenzulassung) Zwei RTS ScanDriveDuo Drehteller: je 2 Sick Scanner Maximale Scanweite 30 m Distanzgenauigkeit 60 mm Position: Trimble AgGPS 114 Odometrie: Geschwindigkeitssensor und Winkelgeber (Lenkung) Ein Scan: ca. 6,000 Scanpunkte RTS Hanna vehicle (Image courtesy of ISE/RTS). IKG Universität Hannover Claus Brenner 32

33 Stangenextraktion für die Hanna Plattform IKG Universität Hannover Claus Brenner 33

34 Nur GPS: 39.6% Fehler Scan 1 (4.6 km) Manuelle ( optimale ) Zuordnung von Stangen Stangenzuordnung: 1.9% Fehler IKG Universität Hannover Claus Brenner 34

35 Aktuell: Weitere Merkmale: Ebenen

36 Positionsbestimmung durch Landmarken (x,y) IKG Universität Hannover Claus Brenner 36

37 Scanstreifen (Schneiderberg) Bildquelle: ll Google IKG Universität Hannover Claus Brenner 37

38 Segmentierung Effizienter, graph-basierter Ansatz Ausführung pro Streifen IKG Universität Hannover Claus Brenner 38

39 IKG Universität Hannover Claus Brenner 39

40

41 Atlas der Segmente

42 Atlas der Segmente

43 Aktuell: Automotive Sensoren

44 Aktive Sicherheitssysteme: Scanner Bildquellen: IBEO, Hella IBEO Lux Hella IDIS IKG Universität Hannover Claus Brenner 44

45 Automotive Scanner? CES 2013, Las Vegas Quelle: MIT Technology Review, Quelle: Josh Miller, CNET IKG Universität Hannover Claus Brenner 45

46 Stangenextraktion Vergleich Automotive Laserscanner Mobile Mapping (ikg) (Google Street View) IKG Universität Hannover Claus Brenner 46

47 (Google Street View) Ebenenextraktion Vergleich Automotive Laserscanner Mobile Mapping (ikg) IKG Universität Hannover Claus Brenner 47

48 Zusammenfassung

49 Zusammenfassung Mobile Mapping ist bereits angekommen (Google, Microsoft) Beispiele: A: Visualisierung Bubble Slide, 3D Punktwolken direkt im Browser B: Vermessung Große Dichte, hohe relative Genauigkeit Details Thematische 2D Karten aus 3D Punktwolken existierende 2D Pipeline nutzbar C: Fh Fahrerassistenz it Karten enthalten Landmarken für Roboter Zunehmend Sensorik in Kraftfahrzeugen, jedoch mit eingeschränkten Erfassungsgeometrien, Dichten, Genauigkeiten. IKG Universität Hannover Claus Brenner 49

50 Dank an Daniel Eggert Sabine Hofmann Alexander Schlichting Stefan Werder IKG Universität Hannover Claus Brenner 50

51 Masterstudiengang: Navigation und Umweltrobotik IKG Universität Hannover Claus Brenner 51

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