| Journal: | Boletim de ciencias geodesicas |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000409481 |
| ISSN: | 1413-4853 |
| Authors: | Silva, Amanda Maria da1 Silva, Daniel Carneiro da1 |
| Institutions: | 1Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos-Graduacao em Ciencias Geodesicas e Tecnologias da Geoinformacao, Recife, Pernambuco. Brasil |
| Year: | 2015 |
| Season: | Oct-Dic |
| Volumen: | 21 |
| Number: | 4 |
| Pages: | 750-764 |
| Country: | Brasil |
| Language: | Portugués |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Analítico, descriptivo |
| English abstract | Photogrammetry basically uses the colinearity equation in which the rotations according to the Cartesian axis are given with the Euler angles. However, there may be angle combinations that leave the rotation matrix unstable and thus, the solution may not converge or even be undefined. This problem, called gimbal lock, is very common in robotics, computer vision and aeronautics, when its necessary to define the position and orientation of a chamber in tridimensional space and has been solved with the substitution of Euler angles by quaternions. This study aims to use this solution to solve critical photogrammetry orientation problems, in cases of spatial resection. Programs with iterative and direct methods with the substitution of Euler angles by quaternaries were implemented in order to compare against the colinearity method using data of a real situation of measurements obtained with terrestrial photogrammetry. The different implementations and tests made showed the advantages and disadvantages of both methods and that the quaternions are more robust, get better results and allow spatial resection calculation of photographs in positions of rotation ambiguities and critical situations of gimbal lock |
| Portuguese abstract | A fotogrametria usa comumente a Equação da colinearidade com as rotações segundo os eixos cartesianos dadas com os ângulos de Euler. No entanto, podem ocorrer combinações desses ângulos que torna a matriz de rotação instável e as soluções podem não convergir ou serem indefinidas. Este problema, chamado de gimbal lock, é muito comum em robótica, visão por computadores e aeronáutica, quando é necessário definir a posição e orientação de uma câmara no espaço tridimensional e tem sido resolvido com a substituição dos ângulos de Euler pelo uso dos quatérnios. Este trabalho tem por objetivo usar esta solução para resolver os problemas de orientações críticas em fotogrametria nos casos de resseção espacial. Foram implementados programas com métodos iterativos e diretos com substituição dos ângulos de Euler pelos quatérnios para comparações com o métoda Equação da colinearidade, usando dados de situações reais de medições obtidas com fotogrametria terrestre. Os diferentes testes e implementações efetuados mostraram as vantagens e desvantagens de cada um dos métodos e comprovou que os quatérnios são mais robustos, fornecem resultados mais confiáveis e permitem cálculos de resseção espacial de fotografias em posições com ambiguidades de rotações e situações críticas de gimbal lock |
| Disciplines: | Geociencias |
| Keyword: | Cartografía, Geodesia, Fotogrametría, Bloqueo cardánico, Cuaterniones, Rotaciones |
| Keyword: | Earth sciences, Cartography, Geodesy, Photogrammetry, Gimbal lock, Quaternions, Rotations |
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