Väitös geoinformatiikan alalta, TkL Matti Kurkela

3D-pistepilvet tuovat uusia mahdollisuuksia valon mittaamiseen

Väitöskirjassa kehitettiin mittausprosesseja, joissa 3D-pistepilvien yksittäisiin pisteisiin liitettiin valon määrää kuvaava arvo eli luminanssiarvo. Lisäksi tapaustutkimuksissa tarkasteltiin luminanssimittauksiin liittyvien pistepilvien rekonstruointia, mittalaitteiden suorituskykyä ja kalibrointia sekä luminanssimittauksia hyödyntäviä sovelluksia.

Tutkimuksen tarkoituksena oli kuvata laitteiden kalibrointia ja työnkulkuja 3D-luminanssimittausmenetelmien arvioimiseksi. 3D-mittausmenetelminä olivat maalaserkeilaus, mobiililaserkeilaus ja fotogrammetria. Luminanssimittausten pistepilvirekonstruoinnissa luminanssikuvat yhdistetään eri 3D-mittausmenetelmiin 3D-luminanssipistepilvien tuottamiseksi. Yleensä luminanssimittauksissa ei ole tähän asti huomioitu kolmatta ulottuvuutta.

Tulokset osoittivat, että valituilla luminanssimittausmenetelmillä pystyttiin ratkaisemaan 3D-mittalaitteiden sijainnit ja määrittämään 3D-pisteiden ominaisuuksia kuten sijainti, väri, luminanssi, intensiteetti ja pisteen normaali. Lisäksi väitöskirjassa kehitetyt menetelmät mahdollistivat normaalia laajemman dynaamisen luminanssialueen siirtämisen 3D-pisteisiin. Tievalaistuksen staattisiin luminanssimittauksiin valittu tavoiteluminanssi oli 0,01-2,88 cd·m^-2 yhdelle mittaukselle. Mobiililaserkeilauksella suoritetussa tievalaistuksen mittauksissa järjestelmäkameran tavoiteluminanssialue vaihteli välillä 0,44-27,97 cd·m^-2 ja panoraamakamerajärjestelmän alue 0,99-8,63 cd·m^-2. Sisätilojen staattisissa luminanssimittauksessa maalaserkeilaimeen integroidun kameran dynaaminen alue oli 4,3-443,6 cd·m^-2.

Kehitetyt luminanssimittausmenetelmät laajentavat teollisuudessa käytettävien mahdollisten sovellusten kirjoa. Sisätiloissa 3D-luminanssimittaukset mahdollistavat ergonomian, energiankulutuksen ja valaistuksen muutosten arvioinnin. Ulkoympäristössä tie- ja katuvalaistusolosuhteiden mittaaminen mahdollistaa turvallisuuden ja ajomukavuuden ylläpitämisen. Mobiilikartoituksella suoritetut 3D-luminanssimittaukset mahdollistavat tiedon keräämisen myös laajoista liikenneympäristöistä.

Vastaväittäjä: Professori Rauno Heikkilä, Oulun yliopisto, Suomi

Valvoja: Professori (Assistant Professor) Matti T. Vaaja, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu, Rakennetun ympäristön laitos

Väittelijän yhteystiedot: Matti Kurkela, [email protected], puh. 050 576 0234

Väitöstilaisuus järjestetään kampuksella (sali M1, Otakaari 1). 

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja