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Lightweight UAV with on-board photogrammetry and single-frequency GPS positioning for metrology applications

Authors :
Pierre Bosser
Yohann Rabot
Olivier Martin
Francis Pichard
M. Daakir
Christian Thom
Marc Pierrot-Deseilligny
Vinci Construction France
Méthodes d'Analyses pour le Traitement d'Images et la Stéréorestitution (MATIS)
Laboratoire des Sciences et Technologies de l'Information Géographique (LaSTIG)
École nationale des sciences géographiques (ENSG)
Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-École nationale des sciences géographiques (ENSG)
Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)
Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS
Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Pôle STIC_OSM
École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)
Laboratoire d'Opto-électronique et de Micro-Informatique (LOEMI)
École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Source :
ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Elsevier, 2017, 127, pp.115-126. ⟨10.1016/j.isprsjprs.2016.12.007⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
Elsevier BV, 2017.

Abstract

International audience; This article presents a coupled system consisting of a single-frequency GPS receiver and a light photogrammetric quality camera embedded in an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The aim is to produce high quality data that can be used in metrology applications. The issue of Integrated Sensor Orientation (ISO) of camera poses using only GPS measurements is presented and discussed. The accuracy reached by our system based on sensors developed at the French Mapping Agency (IGN) Opto-Electronics, Instrumentation and Metrology Laboratory (LOEMI) is qualified. These sensors are specially designed for close-range aerial image acquisition with a UAV. Lever-arm calibration and time synchronization are explained and performed to reach maximum accuracy. All processing steps are detailed from data acquisition to quality control of final products. We show that an accuracy of a few centimeters can be reached with this system which uses low-cost UAV and GPS module coupled with the IGN-LOEMI home-made camera.

Details

ISSN :
09242716
Volume :
127
Database :
OpenAIRE
Journal :
ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f8ae214cd98196c1f5867a3e59be66d7
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2016.12.007