Investigation of Cell Phone and DSLR Camera Usage in Point Cloud Generation

Year 2022, Volume: 4 Issue: 1, 23 - 29, 30.06.2022

Eren Can Seyrek Ömer Gökberk Narin Muhammet Mustafa Eroğlu

https://doi.org/10.53030/tufod.1100014

Cited By: 2

Abstract

In today's world, maps are now offered to users online in digital form rather than paper printouts. Instead of being a finished product, the maps serve as a foundation for various professional disciplines. In this context, it is critical to produce 3D models more quickly and at a lower cost. Within the scope of this study, a comparison of a DSLR camera (Canon EOS 1200D) and mobile phone (Samsung Galaxy S6) was made in point cloud generation. A high sloped cut slope was chosen as the study area. Based on this framework, 4 different models were produced and these models were tested both with ground control points and with point cloud produced by robotic total station. The dense point clouds created using the Canon EOS 1200D DSLR camera were found to be denser than those created with a mobile phone. In addition, models were tested by calculating Root Mean Squared Error (RMSE). As a result of these tests, the best resulting model is the Model 1 obtained with Canon EOS 1200 DSLR, which has ±2.11 mm, ±1.78 mm, ±1.00 mm in RMSE in X, Y, and Z axes, while the worst resulting model is the Model 3 obtained with Samsung Galaxy S6, which has ±22.90 mm, ±33.18 mm, and ±18.53 mm RMSE in X, Y, and Z axes. According to these results, although the models obtained with the mobile phone camera give worse results, when considering the cost, mobile phone cameras can also be preferred.

Keywords

Terrestrial photogrammetry, Digital surface model, Point cloud, Robotic total station

Nokta Bulutu Üretiminde Cep Telefonu ve DSLR Fotoğraf Makinesi Kullanımının Araştırılması

Abstract

Günümüz dünyasında haritacılık artık kâğıt çıktılardan daha çok sayısal halde çevrimiçi olarak kullanıcılara sunulmaktadır. Bu da haritaları son ürün olmaktan daha çok farklı mesleki disiplinler için altlık oluşturmaktadır. Bu kapsamda 3 boyutlu modellerin hızlı ve daha ucuz şekilde oluşturulması oldukça önemlidir. Bu çalışma kapsamında nokta bulutu üretiminde sayısal tek mercek yansımalı (Digital single lens reflex-DSLR) fotoğraf makinesi (Canon EOS 1200D) ile cep telefonu kamerası (Samsung S6) karşılaştırması yapılmıştır. Çalışma alanı olarak yüksek eğimli toprak şev bir arazi seçilmiştir. Bu kapsamda 4 farklı model üretilmiştir ve bu modeller hem yer kontrol noktalarıyla hem de robotik total station ile üretilmiş nokta bulutu ile test edilmiştir. Fotoğraf makinesi ile üretilmiş modellerde daha yoğun nokta bulutları elde edilmiştir. Ayrıca modeller için Karesel Ortalama Hata (KOH) hesabı gerçekleştirilmiştir. Bu testlerin sonucunda en düşük KOH değeri fotoğraf makinesi ile oluşturulan Model 1 için X, Y ve Z’de sırasıyla ±2.11 mm, ±1.78 mm, ±1.00 mm olarak; en düşük KOH değeri cep telefonu ile oluşturulan Model 3 için X, Y ve Z’de sırasıyla ±22.90 mm, ±33.18 mm, ±18.53 mm olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre cep telefonu kamerası ile elde edilen modeller daha kötü sonuçlar verse de maliyet açısından düşünüldüğünde çalışmalarda cep telefonu kameraları da tercih edilebilir.

Keywords

Yersel fotogrametri, Sayısal yüzey modeli, Nokta bulutu, Robotik total station

References

• Ullman, S. (1979). The interpretation of structure from motion. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences, 203(1153), 405-426.
• Brown, M. & Lowe, D. G. (2005). Unsupervised 3D object recognition and reconstruction in unordered datasets. In Fifth International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling (3DIM'05), 56-63.
• Thoeni, K., Giacomini, A., Murtagh, R. & Kniest, E. (2014). A comparison of multi-view 3D reconstruction of a rock wall using several cameras and a laser scanner. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 40(5), 573.
• Niederheiser, R., Mokroš, M., Lange, J., Petschko, H., Prasicek, G. & Elberink, S. O. (2016). Deriving 3D point clouds from terrestrial photographs-Comparison of different sensors and software. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences, 41.
• Yılmaztürk, F. & Gürbak, A. E. (2018). Yakın resim fotogrametrisinde cep telefonu kameralarının kullanımının araştırılması. Harita Dergisi. 159, 44-51.
• Yakar, İ. & Bilgi, S. (2019). Mobil telefonlar kullanılarak elde edilen 3 boyutlu modellerin kültürel mirasın korunması kapsamında kullanılabilirliği: III. Ahmet Çeşmesi Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 1(1), 25-29.
• Costantino, D., Pepe, M. & Alfio, V. S. (2020). Point Cloud accuracy of Smartphone Images: Applications in Cultural Heritage Environment. International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 9(4).
• Trimble (2022). Spectra Focus 35 catalog. https://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-880116/SG-FOCUS35-Br-v14-web.pdf, Erişim Tarihi:25/03/2022.
• Tinkham, W. T. & Swayze, N. C. (2021). Influence of Agisoft Metashape parameters on UAS structure from motion individual tree detection from canopy height models. Forests, 12(2), 250.
• Agisoft (2021). Agisoft Metashape Pro 1.7 Manual. https://www.agisoft.com/pdf/metashape-pro_1_7_en.pdf, Erişim Tarihi:27/03/2022.