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UNIVERSIDAD DE SALAMANCA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CARTOGRÁFICA Y DEL TERRENO




TESIS DOCTORAL


Automatización en el procesamiento de datos
adquiridos mediante láser escáner 3D





Pablo Rodríguez Gonzálvez



2011


ii




Departamento de Ingeniería Cartográfica y del Terreno
Escuela Politécnica Superior de Ávila
Universidad de Salamanca






AUTOR:
Pablo Rodríguez Gonzálvez






DIRECTOR:
Dr. D. Diego González Aguilera








2011

iii

iv








Essentially, all models are wrong,
but some are useful.
Box (1979)














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vi

Resumen

Conducida por los progresos en la tecnología de sensores, algoritmos y
capacidades de procesado de datos, la fotogrametría de rango cercano ha
encontrado una amplia cantidad de nuevos campos de aplicación durante las dos
últimas décadas. Particularmente, la aparición del láser escáner terrestre ha
contribuido a la popularización de la fotogrametría a través diversos desarrollos y
aplicaciones. Sin embargo, la cuestión clave en muchos de estos acercamientos es
la integración del sensor con estructuras de procesamiento de datos fiables para
generar sistemas fotogramétricos de medida altamente automatizados.

En esta Tesis Doctoral se presenta una novedosa y flexible aproximación para la
automatización de los datos láser mediante el registro del láser escáner terrestre y
otros sensores imagen; principalmente las cámaras digitales convencionales. No
obstante, dicha automatización no puede entenderse sin la adecuación o
corrección de los datos de entrada, ya que si estos no están correctamente
estandarizados los procesos automáticos no podrían llevarse a cabo de forma
eficaz. Dichas operaciones previas, las cuales son tan importantes como el propio
proceso de registro, se enmarcan en la calibración geométrica de los láseres
escáner terrestres y la estimación de la distorsión radial a partir de una única
imagen, ambos procesos altamente automatizados en esta Tesis Doctoral.

El proceso de registro de sensores es el aspecto más innovador de esta Tesis
Doctoral, el cual combina procesos y algoritmos de los campos de la
Fotogrametría y la Visión Computacional de forma jerárquica y apoyada en
procesos estadísticos y robustos. Sin embargo, el procesado de los datos láser no
finaliza con el propio proceso de registro, sino que es explotado a través de una
serie de productos derivados, siendo el más destacable el denominado imagen
sólida verdadera. Este producto híbrido, fruto del registro de sensores, es
explotado mediante procesos de modelización en sus vertientes geométrica y
radiométrica.

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viii

Abstract

Driven by progress in sensor technology, algorithms and data processing
capabilities, close range Photogrammetry has found a wide range of new
application fields over the past two decades. Particularly, the emergence of
terrestrial laser scanner has contributed to the photogrammetry popularization
through many developments and applications. Nevertheless, a central issue in
many of these approaches is the integration of sensor technology with reliable
data processing schemes to generate highly automated photogrammetric
measurements systems.

In this Doctoral Thesis a novelty and flexible approximation for the
automatization in processing of laser data by the registration of the terrestrial laser
scanner and other image sensors, mainly the conventional digital cameras.
However, this automation can not be understood without adequation or correction
of input data, because if they are not properly standardized, the automatic process
could not be carried out effectively. These previous operations, which are as
important as the own registration process, are the geometric calibration of laser
scanners and the estimation of radial distortion forn only one image; process
highly automated in this Doctoral Thesis.

The sensor registration process is the most innovative aspect of this Doctoral
Thesis, which combines processes and algorithms from the Photogrammetry and
Computer Vision fields in a hierarchical way and supported by statistical and
robust methods. However, the laser data processing does not end with the
registration process itself, but is operated through a series of derived products,
where the most notable being the so-called true solid image. This hybrid product,
result of the sensor fusion, is operated by modeling process in their geometric and
radiometric aspects.

ix


x

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