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#1 2019-04-11 13:28:11

kevinq
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From: Rellingen
Registered: 2013-03-28
Posts: 107
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Loggin in Tunneln

Hallo,
ich hoffe hier sind ein paar Kreative und zugleich Technisch begabte Personen anwesend.
Ich habe so langsam immer häufiger das Problem das ich beim aufzeichnen von GPS Tracks durch Tunnel muss. Und auch für Mapillary möchte ich immer mehr Tunnel ablichten. Inzwischen führt auch mein Weg zur Arbeit durch einen Tunnel, an dem noch gebaut wird. Das Problem ist ja allgemein bekannt, in so einem Tunnel steht es schlecht ums GPS Signal.
Nun möchte ich trotzdem eine gpx Datei haben die plausibel durch den Tunnel führt. Einen an Luftbildern geschätzten OSM weg gibt es üblicherweise bereits.

Ich nehme die Fahrten immer mit dem Auto auf.
Folgende Daten stünden also zur Verfügung.
Dashcam
- Video mit Zeitstempel
- GPS Daten vor und Hinter dem Tunnel
- Beschleunigungssensoren

Smartphone
- GPS Daten vor und Hinter dem Tunnel
- Beschleunigungssensoren
- Lagesensor
- Magnetischer Kompass (Leider sehr ungenau)
- Barometer

OBD
- Tachosignal vom Auto

OSM
- Geschätzter Weg

Kann man mit diesen Werten nicht den Weg zwischen Tunnel ein und Ausgang Interpolieren? Hat jemand eine Idee?

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#2 2019-04-11 14:38:40

kreuzschnabel
Member
Registered: 2015-07-03
Posts: 5,863

Re: Loggin in Tunneln

kevinq wrote:

Kann man mit diesen Werten nicht den Weg zwischen Tunnel ein und Ausgang Interpolieren?

Bevor ich mein erstes Schlaufon in Trackingbetrieb nahm, dachte ich, das sei alles schon implementiert, schließlich ist die Hardware ja eingebaut hmm Würde ich sehr begrüßen. In nicht allzu langen Tunneln müsste der Input der Beschleunigungssensoren doch einklich ausreichen.

--ks

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#3 2019-04-11 15:37:38

Wulf4096
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From: Hamburg
Registered: 2018-10-23
Posts: 399

Re: Loggin in Tunneln

Mit einem sehr genauen Beschleunigungssensor müsste das möglich sein. Ich hatte schonmal überlegt, ob sich damit ganze U-Bahn-Tunnel mappen ließen.

Aber da fehlen mir die technischen und physikalischen Kenntnisse für. Und mein Gefühl sagt mir, dass man die Daten gar nicht so genau bekommt, wie man sie bräuchte. Das wäre vielleicht ein Projekt für gelangweilte Physiker? :-)

Für Mapillary dürfte es reichen, wenn man gleichmäßiges Tempo fährt und dann mit vorhandenen OSM-Daten interpoliert, wo man gerade ist. Wenn die Fotos paar Meter abweichen ist's egal, das interessiert wohl keinen.

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#4 2019-04-11 15:38:53

tec19
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Registered: 2019-03-12
Posts: 63

Re: Loggin in Tunneln

Ich denke, das Einfachste dürfte sein, die Durchfahrt zu filmen und mit möglichst konstanter Geschwindigkeit hindurchzufahren.
Die Geschwindigkeit sollte dazu natürlich "GPS-geeicht" sein, falls du wirklich Zeit in Strecke umrechnen willst.
Dabei die gefahrenen km ablesen. Die meisten Tunnel sind ziemlich gerade oder haben nur einen Knick (kann aber auch der Tiefpunkt einer Untertunnelung sein).
Mit der Gesamtlänge und der Zeitmessung anhand der Videoaufnahme kannst du dann ausrechnen, wie lang die Einzelstrecken sind und kennst damit den Winkel zwischen Ein- und Ausfahrt.
Die Straßenmarkierungen sind dabei auch eine große Hilfe. Notfalls lassen sich damit auch Geschwindigkeitsänderungen ausgleichen (anstelle Zeitmessung halt Streifen zählen).
Barometer, Kompass (und vermutlich auch Beschleunigungssensoren, ich weiß nicht wie man auf einfache Weise an deren Daten kommen sollte) bringen dem gegenüber vermutlich keine genauigkeitsteigernden Informationen.

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#5 2019-04-11 18:03:42

kevinq
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From: Rellingen
Registered: 2013-03-28
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Re: Loggin in Tunneln

Berechnung nur mit dem Beschleunigungssensor wird wohl viel zu ungenau sein. Aber die OBD Geschwindigkeit sollte eine hohe genauigkeit haben, insbesondere wenn man sie vorher mit dem GPS abgleicht. Torque speichert die Daten zusammen in einer kml Datei.
Meine Dashcam kodiert die beschleunigungsdaten direkt mit ins video, genau wie die GPS daten. Für letzteres habe ich schon einen Extractor gebaut.

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#6 2019-04-11 18:29:51

SammysHP
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From: Celle, Germany
Registered: 2012-02-27
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Re: Loggin in Tunneln

Mit Odometrie habe ich täglich auf der Arbeit zu tun. Nur mit der Smartphone-IMU wirst du nicht weit kommen. Sind die Daten der ESP-Rad-Encoder per OBD verfügbar? Auch wenn sie nicht sehr genau sind, kann man darüber eine recht gute Odometrie berechnen. Ansonsten Geschwindigkeit und Lenkwinkel (wenn verfügbar) oder IMU vom Smartphone.

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#7 2019-04-11 18:54:10

kreuzschnabel
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Registered: 2015-07-03
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Re: Loggin in Tunneln

Reizvoll fand ich es, diesen Tunnel, der vorher sehr eckig gemappt war, zu Fuß zu erfassen. Am Eingang Kompassrichtung bestimmt, Längen von Geraden und Kurven abgeschritten, bei Übergängen wieder Kompassrichtung bestimmt – immer in der Hoffnung, es möge nicht allzuviel Magnetit im Berg lagern smile aber das jetzige Mapping stimmt mit meinen primitiven Ergebnissen pi mal Daumen überein und kommt am richtigen Fleck wieder ans Tageslicht.

Zugegeben, bei Autobahntunnels ist das Verfahren so nicht nutzbar big_smile

--ks

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#8 2019-04-11 19:43:12

SammysHP
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From: Celle, Germany
Registered: 2012-02-27
Posts: 1,546
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Re: Loggin in Tunneln

Statt Kompass lieber vernünftigen Gyro. wink

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#9 2019-04-11 19:45:00

kevinq
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From: Rellingen
Registered: 2013-03-28
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Re: Loggin in Tunneln

@SammysHP also per OBD bekomme ich die Geschwindigkeit in km/h die auch der Tacho anzeigt. Es gäbe da auch noch viele weitere Daten, die sind aber glaube ich nicht so nützlich. Da wären zum Beispiel Drezahl, Motorlast, Drosselklappe etc

Sonst mal die App anschauen https://play.google.com/store/apps/deta … rque&hl=de

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#10 2019-04-11 19:56:17

seichter
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Registered: 2011-05-21
Posts: 2,695

Re: Loggin in Tunneln

kreuzschnabel wrote:

Zugegeben, bei Autobahntunnels ist das Verfahren so nicht nutzbar big_smile

Und wenn die Bahnlinie noch in Betrieb wäre, auch nicht.

Übrigens: Der Tunnel ist layer=-1, nicht level.

Anderes Verfahren, wenn man einen Laser-Entfernungsmesser hat: Immer zwei nächste Punkte anpeilen und Entfernung notieren (Triangulation). Funktioniert insbesondere auch in Kurven und benötigt keine Winkel.

Die eingbauten Navis haben da u.U. einen Vorteil: Sie können die Fahrzeugdaten (Entfernung, Richtung) bekommen.

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#11 2019-04-11 19:59:07

kreuzschnabel
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Registered: 2015-07-03
Posts: 5,863

Re: Loggin in Tunneln

seichter wrote:

Der Tunnel ist layer=-1, nicht level.

And the Oscar goes to … seichter! Vor 10 Jahren von layer auf level geändert, und keiner hat’s gemerkt.

--ks

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#12 2019-04-11 20:47:30

GerdP
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Registered: 2015-12-18
Posts: 843

Re: Loggin in Tunneln

Mich irritiert gerade, dass JOSM für die Länge des Tunnels einen anderen Wert ausgibt als im length tag erfaßt. Ist das der Grund dafür, dieses Tag zu verwenden?

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#13 2019-04-11 21:50:16

kreuzschnabel
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Registered: 2015-07-03
Posts: 5,863

Re: Loggin in Tunneln

GerdP wrote:

Mich irritiert gerade, dass JOSM für die Länge des Tunnels einen anderen Wert ausgibt als im length tag erfaßt.

Im length-Tag steht die Länge, die am Objekt dransteht. Vielleicht haben sie damals falsch gemessen smile Nein, metergenau gemappt ist das Ding bestimmt nicht. Wenn du einen Verlauf findest, der die offizielle Länge ergibt und noch halbwegs mit meinen Messwerten korreliert, bitte.

--ks

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#14 2019-04-13 14:45:52

Zecke
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Registered: 2011-11-14
Posts: 841

Re: Loggin in Tunneln

Das Verfahren nennt sich Inertialnavigation und ist durchaus etabliert. Allerdings reichen Anfangsgeschwindigkeit und -position nur in der Theorie aus. Nach kürzester Zeit wird das ganze beliebig ungenau. Man kann es entscheidend verbessern, wenn man daneben noch Position oder Geschwindigkeit aufzeichnen kann, besonderes letzteres ist oftmals eine Option, wenn GPS nicht geht. Die Qualität des Ergebnisses steigt gigantisch mit der Qualität der Inertialsensoren. Faktor 100 ggü. Handyqualität ist locker machbar. Allerdings auch im Preis der Sensoren wenn nicht mehr. Wen wundert's da, daß die Firmen mit richtig gutem KnowHow in dem Sektor sich bevorzugt im militärischen Umfeld bewegen (aber auch Tunnelbau).

Gruß,
Zecke

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#15 2019-04-13 16:42:06

kevinq
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From: Rellingen
Registered: 2013-03-28
Posts: 107
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Re: Loggin in Tunneln

Geschwindigkeit bekommen wir via obd, das dürfte wenn man es einmal die Differenz zum gps bestimmt hat recht genau sein. Beschleunigung und Lage gibt es vom Smartphone, aber wohl sehr ungenau.
Nur wie kombiniert man die Daten?

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#16 2019-04-13 16:58:21

SammysHP
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From: Celle, Germany
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Posts: 1,546
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Re: Loggin in Tunneln

Aus der Geschwindigkeit kannst du die zurückgelegte Entfernung bestimmen und zusammen mit der Orientierung die Position. Wirklich genau wird das mit der Handy-IMU aber nicht. Deswegen die Hoffnung, von den einzelnen Rädern die Encoder-Werte vom ESP zu bekommen. Darüber könnte man die Orientierung ein wenig stabilisieren (bzw. die gesamte Odometrie aus den Encoder-Werten berechnen und mit der IMU fusionieren).

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#17 2019-04-13 17:01:53

kevinq
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From: Rellingen
Registered: 2013-03-28
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Re: Loggin in Tunneln

Mein kleiner Hyundai Getz hat nicht einmal ESP big_smile

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#18 2019-04-13 21:22:08

Zecke
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Registered: 2011-11-14
Posts: 841

Re: Loggin in Tunneln

Dieses Paper gibt einen ganz guten Eindruck darüber, was da heute (im zivilen Bereich) bereits möglich ist.

Gruß,
Zecke

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#19 2019-04-16 07:19:08

kevinq
Member
From: Rellingen
Registered: 2013-03-28
Posts: 107
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Re: Loggin in Tunneln

Das bezieht sich ja nur auf fußgänger.
Ich habe hier ganz konkret Videomaterial von einem Autobahntunnel, welches ich zu Mapillary bekommen möchte. Wenn die Bilder nun 5 Meter daneben sind ist das nicht so schlimm, Hauptsache man kann ungefähr erkennen wie es im Tunnel aussieht. Das ist besonders deswegen wichtig, weil es im Tunnel auch eine Auffahrt gibt.

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#20 2019-05-12 22:55:50

EmilioZ
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Registered: 2011-05-11
Posts: 5

Re: Loggin in Tunneln

Wenn der Tunnel nicht zu lang ist (bis zu 1000m) ist der u-blox NEO-M8U-Chipsatz (UDR) ein feines Instrument, weil muss nicht den Fahrzeugspeicher auslesen. Das setzt vielmehr einen unabhängigen, eingebauten Beschleunigungssensor ein, sobald das GPS-Signal weg ist. Man muss nur vor dem eigentlichen Losfahren den Sensor kurz kalibrieren und das GPS mit Beschleunigungssensor muss fest mit dem Auto verbunden sein.
Gibt bei u-blox Evaluation-Kits, die man an einen Arduino/rasperry anschließen kann, um die Daten aufzuzeichnen. Bis zu 1000m Tunnellänge klappt das sehr gut, bei längeren Tunnels läuft dann aber auch der Beschleunigungssensor langsam aus dem Ruder. Ob der Chipsatz in Consumer-Geräten verbaut ist entzieht sich meiner Kenntnis. Ich nutze o.g. Eigenbau_Logger auf Raspberry-Basis, zeichne eine NMEA-Datei auf und erstelle daraus eine gpx-Datei.

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#21 2019-05-12 23:23:30

kreuzschnabel
Member
Registered: 2015-07-03
Posts: 5,863

Re: Loggin in Tunneln

EmilioZ wrote:

Ich nutze o.g. Eigenbau_Logger auf Raspberry-Basis, zeichne eine NMEA-Datei auf und erstelle daraus eine gpx-Datei.

Eine kleine Bauanleitung dafür wäre nicht uninteressant big_smile

--ks

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#22 2019-05-13 10:02:43

gormo
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Registered: 2013-08-01
Posts: 2,015
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Re: Loggin in Tunneln

kevinq wrote:

Das bezieht sich ja nur auf fußgänger.
Ich habe hier ganz konkret Videomaterial von einem Autobahntunnel, welches ich zu Mapillary bekommen möchte. Wenn die Bilder nun 5 Meter daneben sind ist das nicht so schlimm, Hauptsache man kann ungefähr erkennen wie es im Tunnel aussieht. Das ist besonders deswegen wichtig, weil es im Tunnel auch eine Auffahrt gibt.

Du kannst auch "Structure from motion" anwenden: nächstes Mal alle 1s ein Foto schießen, das dann mit z.B. Agisoft Photoscan (kommerziell...) oder VisualSFM (http://ccwu.me/vsfm/) zu einem 3D-Modell rechnen und darein deinen Track zeichnen. "Hand"arbeit, aber potenziell auch gut geeignet. Und du kriegst noch ein cooles 3D-Modell!

Hier mal was in der angewandten Forschung so mit IMU+Stereobildern gemacht wird: RAG IPS

Last edited by gormo (2019-05-13 10:04:14)


OSM hat nicht das Ziel bis Ende des Monats einen vollständigen Datensatz der Welt zu enthalten.
(nach S.W.) - Aber weil die Welt vielfältig ist, weil sie auch im Detail interessant ist, mag ich genaue Karten (nach C.)

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#23 2019-05-13 10:36:54

Zecke
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Registered: 2011-11-14
Posts: 841

Re: Loggin in Tunneln

Danke für den Link, gormo. Ein hochinteressanter Artikel!

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#24 2019-05-13 19:05:07

firstAid
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From: Oberbayern
Registered: 2016-02-10
Posts: 347

Re: Loggin in Tunneln

Wenn mir jemand die Fotos von Tunneln/Höhlen etc. zusendet kann ich gerne Photogrammetrie inkl. 3D-Modellerstellung für Blender übernehmen. Mache das unter anderem auch beruflich, daher sollte es von meiner Seite aus kein großes Problem sein. Viel schwieriger ist aber die Aufgabe die Fotos zu erstellen, denn einfach durchfahren wird vermutlich nicht funktionieren (aus Erfahrung). Ich denke man müsste schon mehrfach durchfahren und die Kamera immer wieder mit anderen Winkeln montieren. Außerdem darf auf den Fotos nur der Tunnel und nicht das statische Objekt (Auto, Autospiegel, Scheibenwischer etc.) zu sehen sein. Dann kommt bei einem Tunnel noch dazu, dass die Aufnahmen entweder stark Rauschen (was für Photogrammetrie der Tod ist) oder verwaschen sind (was ebenfalls der Tod ist)

Ich denke praktisch wird diese Methode nicht wirklich sein, es sei denn man hat die Möglichkeit bei einem Tag des offenen Tunnels per Pedes da durch zu laufen und die Fotos mit Stativ zu machen.

Wenn jemand ein Lidar parat hat, könnte ich aber ebenfalls das 3D-Modell aus den Scans errechnen und daraus dann den exakten Verlauf des Tunnels rekonsturieren smile

Wer einfach nur mal sehen will was beim Photogrammetrieren so raus kommt, darf mir aber gerne Bilder zukommen lassen. Eine Gute Anleitung wie man Fotos für die Technik schießt findet man auf Youtube.


----
Für die Daten, nicht für die Renderer! :-)

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#25 2019-05-13 20:50:08

SammysHP
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From: Celle, Germany
Registered: 2012-02-27
Posts: 1,546
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Re: Loggin in Tunneln

Vor einigen Jahren hatte ich das schonmal im Kontext von OpenStreetMap gemacht: https://www.sammyshp.de/betablog/post/16

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