aalto1 untyped-item.component.html
Evaluation of road surface quality using a mobile multi-camera system
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
58
Series
Abstract
Static close-range measurements are often used as reference data in road studies. The measurements are time consuming and thus finding alternative efficient methods for producing reference data is important. In this thesis one alternative method for creating reference data for road studies is studied.
The study is conducted by evaluating the ability of a mobile multi-camera system to produce a three-dimensional reconstruction of a road surface. The evaluation was carried out in two parts. A point cloud produced by the mobile multi-camera system was compared with a point cloud produced by a terrestrial laser scanner from the same road segment. In the second part, small road pavement samples were measured in a parking lot. The point cloud measured from the samples was compared with a reference point cloud measured in a laboratory.
The comparisons of the road segment and the pavement samples were carried out by calculating cloud-to-cloud distances and extracting narrow 0.5 mm – 5 mm cross-sections to illustrate the surface profiles. In addition, road parameters such as rut depths and slopes were calculated from the road segment.
The cloud-to-cloud distances were moderate. On the road segment, the mean distance of the points to the terrestrial laser scanner point cloud points was 0.97 mm and the standard deviation 0.59 mm. In the case of the pavement samples, a more accurate reconstruction was achieved with the mean distance being 0.31 mm and the standard deviation 0.21 mm. The road parameters were almost the same between the point clouds produced by the multi-camera system and the terrestrial laser scanner. The rut depths differed by maximum of 2 mm and slopes 0.3 degrees.
These results demonstrate the capability of the mobile multi-camera system in three-dimensional reconstruction of the road surface. The results encourage further investigation of the suitability of the multi-camera system for creating reliable three-dimensional reconstructions in road surface quality research.
Staattisia lyhyen etäisyyden mittauksia käytetään usein vertailuaineistona tietutkimuksissa. Mittaukset ovat aikaa vieviä, joten vaihtoehtoisten ja tehokkaiden menetelmien löytäminen vertailuaineiston tuottamiseksi on tärkeää. Tässä diplomityössä tutkitaan yhtä vaihtoehtoista menetelmää vertailuaineiston luomiseksi tietutkimuksia varten.
Tutkimus toteutetaan arvioimalla liikkuvan monikamerajärjestelmän kykyä tuottaa kolmiulotteinen rekonstruktio tien pinnasta. Arviointi toteutettiin kahdessa osassa. Monikamerajärjestelmällä tuotettua pistepilveä verrattiin maalaserkeilaimella tuotettuun pistepilveen samalta tien osuudelta. Toisessa osassa pieniä tien päällystenäytteitä mitattiin parkkipaikalla. Näytteistä mitattua pistepilveä verrattiin laboratoriossa mitattuun vertauspistepilveen.
Tieosuuden ja päällystenäytteiden vertailuja toteutettiin pistepilvien välisillä etäisyyslaskennoilla ja ottamalla kapeita 0,5 mm – 5 mm poikkileikkauksia pintaprofiilin havainnollistamiseksi. Lisäksi tieosuudelta laskettiin tieparametrejä kuten esimerkiksi urasyvyydet ja kaltevuudet.
Pistepilvien väliset etäisyydet olivat maltillisia. Tieosuudella pisteiden keskimääräinen etäisyys maalaserkeilamen pistepilven pisteisiin oli 0,97 mm ja keskihajonta 0,59 mm. Päällystenäytteiden tapauksessa saavutettiin tarkempi rekonstruktio keskimääräisen etäisyyden ollessa 0,31 mm ja keskihajonnan 0,21 mm. Tieparametrit olivat lähestulkoon samat monikamerajärjestelmällä ja maalaserkeilaimella tuotettujen pistepilvien välillä. Urasyvyydet erosivat maksimissaan 2 mm ja kaltevuudet 0,3 astetta.
Nämä tulokset osoittavat liikkuvan monikamerajärjestelmän kyvykkyyden tien pinnan kolmiulotteisessa rekonstruktuoinnissa. Tulokset rohkaisevat tutkimaan tarkemmin monikamerajärjestelmän soveltuvuutta luotettavien kolmiulotteisten rekonstruktioiden luomiseen tien pinnan laadun tutkimuksessa.
Description
Supervisor
Vaaja, MattiThesis advisor
Rönnholm, PetriKurkela, Matti