Dış yöneltme parametrelerinin kalitesini arttırmak için GNSS-IMU (IMU-Inertial Measurement Unit-Ataletsel Ölçü Birimi) boresight kalibrasyonu periyodik olarak yapılmalıdır. Kalibrasyon yoluyla hem IMU koordinat sistemi ile fotoğraf koordinat ekseni arasındaki farklar hem de GNSS anteni ve kamera projeksiyon merkesi arasındaki mesafeler (offset) hesaplanır. Bu parametreler, üreticinin talimatlarını izleyerek bu amaç için özel olarak tasarlanmış bir kalibrasyon uçuşu gerçekleştirilerek elde edilir.

INS sistemi kalibrasyon parametreleri, uçuş yönetim sisteminin de bir parçası olan GNSS/IMU alıcılarından toplanan omega, phi ve kappa açıları ile kalibrasyon uçuşu sonrası yapılan havai nirengi ve dengeleme işlemi sonucu hesaplanan açılar karşılaştırılarak belirlenecektir. Benzer şekilde, anten ile kamera projeksiyon merkezi arasındaki mesafeler de gereklidir.

BORESİGHT KALİBRASYONUNUN AMACI:

Fotogrametrik verilerin hassasiyetini arttırmak amacı ile boresight kalibrasyonu yapılır, IMU sistemleri gibi son derece hassas cihazların kullanımı söz konusu olduğunda kalibrasyon konusuna daha da dikkat edilmelidir. GNNS teknolojisinin IMU sistemi ile bütünleştirilmesi, elde edilen doğruluk ve maliyet tasarrufu açısından önemli bir teknolojik gelişme anlamına gelir ve fotogrametrik uçuştan itibaren her karenin çekildiği andaki konumun ve dönüklüklerin doğrudan elde edilmesi sağlanır.

Fotogrametrik uçuş yaparken, fotoğrafın çekildiği anda sensörün projeksiyon merkezinin dış yöneltme parametrelerini (X, Y, Z, Omega, Phi ve Kappa) doğru olarak kaydetmek gerekir. GNNS anteninin ve IMU’nun konumları nedeniyle bu o kadar basit değildir, çünkü anten uçağın tavanına yerleştirilmiştir ve IMU kamera gövdesine monte edilmiştir, ikisi de kameranın projeksiyon merkezinde değildir, bu nedenle hassas bir şekilde hesaplanması gereken bazı dönüklükler ve mesafeler vardır.

Öte yandan kamera, jiroskopla sabitlenmiş bir platform (mount) üzerine monte edilmiştir ve bu da kameranın konumunun merkezinde dış yöneltme parametreleri belirlenirken dikkate alınması gereken yeni bir unsur haline gelir. Bu platform, kameranın mümkün olduğunca düşey tutulmasını ve uçuş sırasında uçak hareketi etkilerinin mümkün olduğunca dengelenmesini sağlar.

IMU düşey ekseni kameranın düşey eksenine asla paralel olmayacaktır, çünkü IMU’nun kameraya montajı bu kadar hassas bir şekilde yapılamaz. Bundan dolayı, kamera düşeyi ile IMU düşeyi arasında her zaman bir açı olacaktır, bu literatürde “Boresight Misalignment” olarak adlandırılır. IMU’dan doğrudan ölçülen açılar hassas dönüklük açıları değildir ve dolayısıyla eksen değişikliğinden kaynaklanan farklar hesaplanmalıdır

KALİBRASYONDA HESAPLANACAK PARAMETRELER

• Üç eksen arasındaki açıların farkları: Ele alınması gereken başlıca konu, IMU sistemi ile kameranın kendi referans sistemi arasındaki farklardır. Her bir eksen için (Omega, Phi ve Kappa), veri toplama işlemi başlamadan önce bu farklar hesaplanmalıdır. Böylelikle IMU’dan doğru dönüklük açıları elde edilebilir.

• Vektör ölçümü: Yukarıdaki şekilde görüleceği gibi, sistemin üç elemanı (Kamera, GNSS ve IMU) arasındaki mesafelerin ölçümü ve hesaplanması prosedürü. Kamera jiroskopik olarak sabitlenmiş platforma bağlı olduğundan platformun bağlantı merkezi kameranın merkez projeksiyonuyla eşleşir (her ikisi de tek bir eleman gibi davranır).
• Ötelemelerin hesaplanması: GNSS anteni ile Kamera projeksiyon merkezi arasındaki ötelemeler öncelikle ölçülerek çok da hassas olmayan bir şekilde belirlenebilir daha sonra hassas sonuçları almak için mutlaka daha önceden uygun koşullarda hazırlanmış bir test alanında uygun koşullarda yapılan fotoğraf çekimi sonrasında yapılacak dengeleme işlemi gerekmektedir.

BORESIGHT KALİBRASYONU NE ZAMAN YAPILMALI

Aşağıdaki durumlarda her kamera/uçak kombinasyonu/kurulumu için boresight kalibrasyonunun yapılması önemlidir:

• Geniş alanda çalışılacak yeni bir göreve başlama söz konusu olduğunda. Geniş alanlar söz konusu olduğunda farklı bölgelerde kalibrasyonlar yapılması önerilir.
• Yeni bir kamera monte edildiğinde ya da kamera bir uçaktan diğerine taşındığında bir kalibrasyon çalışması yapılmalıdır.

BORESİGHT KALİBRASYONUNUN AVANTAJLARI

Yeni bir kamera sistemi ya da yeni bir fotogrametrik projeye başlamadan önce yapılacak boresight kalibrasyonu hem kamera sisteminden gelecek hem de dengeleme sonrası hesaplanacak dış yöneltme parametrelerinin hassasiyetini artıracaktır. Farklı vektörlerin (anten-kamera, IMU-kamera) hassas   bir şekilde ölçülmesi ve hesaplanması kritik öneme sahiptir. Özellikle, hava fotoğrafları için doğrudan yöneltme (yer kontrol noktası kullanılmaksızın) yapılacak ise boresight kalibrasyonu mutlaka gerçekleştirilmelidir.

Volkan PASİNLİ