İki boyutlu kalman filtresinin yersel lazer tarama verisine uygulanması

Abstract

Bu çalışmada, günümüzde giderek yaygınlaşmaya başlayan yersel lazer tarayıcılardan elde edilen veride, taranan asıl cismin önünde bulunan diğer cisimlerden kaynaklanan boşlukların, iki boyutlu Kalman filtresi kullanarak doldurulması amaçlanmıştır. Matlab ortamında kodlanan iki boyutlu Kalman filtresinin sonuçlarını daha iyi yorumlayabilmek için, gürültülü ve gürültüsüz yapay veri setleri üzerinde bir takım denemeler yapıldı. Ayrıca, veri setlerine bir de lineer enterpolasyon yöntemi uygulanarak, iki yöntemin sonuçları arasında karşılaştırma yapıldı. Burada, iki boyutlu Kalman filtresinin, gürültülü verideki boşluklar için, lineer enterpolasyon yönteminden daha iyi sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Gerçek uygulama olarak, Leica HDS3000 lazer tarayıcı ile taranmış olan Süleymaniye Camii kubbelerinden birisine ilişkin nokta bulutu verisindeki boşluklar, iki boyutlu Kalman filtresiyle dolduruldu. Sonuç olarak, böyle bir uygulama için, Kalman filtresinin enterpolasyon yöntemlerine bir alternatif olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. Ayrıca, ölçme anında obje dışındaki anlık engellemelerin tespit edilmesinde ve ölçmelere yardımcı olması bakımından da kullanılabilir.

In this research, it is aimed to fill the gaps on terrestrial laser scanner data, which are caused by other objects located in front of the scanned object during scanning, by using two dimensional Kalman filtering. The filter, which is coded in Matlab, was applied to noisy and normal artificial data sets to understand the result more clearly. Linear interpolation method is also applied to the same data sets and the results of these two methods were compared. It is seen that the filter produces better results, especially when the data effected by noise, compared to linear interpolation method. As a real application, one of the domes of Süleymaniye mosque which was scanned via Leica HDS3000, was used and the gaps on this dome surface was filled by 2-D Kalman filter. As a result, it is seen that, 2-D Kalman filtering can be used as an alternative for linear interpolation method, for such surfaces. Furthermore, 2-D Kalman filter can be used to detect instantaneous blocks during scanning process.