Google Street View und die Aufnahmetechnik dahinter

In der Fachzeitschrift Computer der IEEE Computer Society (Institute of Electrical and Electronics Engineers) wurde in der Ausgabe Juni 2010, ein Bericht zu der Technik von Google Streetview veröffentlicht.
Einige Kerninformationen aus dem Bericht:

Das Projekt Google Streetview hatte seinen Anfang, als der Google-Mitbegründer Larry Page in der San Francisco Bay, Videoaufnahmen der Stadt machte.
Dies führte dann zu einer Forschungs- und Entwicklungszusammenarbeit mit der Stanford University an dem Projekt CityBlock, dass im Juni 2006 endete und als Google Street View weitergeführt und bekannt wurde.

Die eingesetzte Technik und die benutzten Fahrzeuge für die Street View-Aufnahmen, haben sich über mehrere Stufen entwickelt.

Für  Google Street View (s. Bild oben, zum vergrößern anklicken) wurden unterschiedliche Fahrzeuge getestet und eingesetzt, die u.a. mit folgenden Technikkomponenten für die Aufnahmen ausgestattet wurden:

 Übersicht:

• 2 high-speed Videokameras
• 8 hochauflösende Kameras in Rossettenanordnung
• Laser-Scannern an den den Seiten und in der Front
• Verbund aus 20 Festplatten zur Datenaufnahmen,
• GPS
• diversen Rechnern
• spezielle Dämpfersysteme
• starke Lichtmaschine aus einem Truck
• Inkrementalgeber, Drehimpulsgeber an den Achsen zur zusätzlichen Positonsbestimmung

In einer späteren Entwicklungsstufe wurden zur zusätzlichen Postionsbestimmung des Fahrzeugs, die Daten  - neben anderen Sensoren - aus dem Anti-Blockiersystem entnommen.
Eine eigenentwickelte Software zur Positionbestimmung  ist als OpenSource verfügbar: Google Pose Optimizer (GPO) C++ Bibliothek, Pose ist die Kombination von Position, Orientierung und Zeitverlauf, im dreidimensionalen Raum.

Im Laufe der Zeit wurde auch der auf dem Aufnahmefahrzeug absenkbare/umklappbare(?) Mast der u.a. die Optiken enthält, entwickelt (Fahrt unter niedrige Unterführungen).

Auch die Kameratechnik wurde mehrfach verändert und wird anhand seiner Entwicklungsstufen mit z.B. R2, R5, oder in der aktuellen Version, mit R7 bezeichnet (R= Rosette).
Im oben eingefügten Bild, ist die Entwicklungsstufe der Rosette von R7 zu sehen. Diese nimmt u.a. 15 Kameraobjektive auf, die Auflösung beträgt jeweils 5-Megapixel (CMOS-Bildsensor).

Die ältere Version R2 bestand aus einem Ring mit acht 11-Megapixel-Kameras und üblichen Weitwinkel-Objektiven.
Die Version R5 bestand wie R2, aus acht Kameras und zusätzlich einem Fischauge-Objektiv (fish eye), dass bei R7 nicht mehr vorhanden ist.

Das oben eingefügte Bild, zeigt aufbereitete Daten der Gebäudefassaden, die von den Laser-Scannern stammen. Es gibt noch ältere Aufnahmen, die ohne Laser-Daten auskommen müssen, dort werden andere Verfahren angewendet.
Die Zusatzdaten können in Street View u.a. für die 3D-Darstellung genutzt werden (mit einer einfachen rot/cyan Brille).

Den 3D-Modus in Streetview kann man mit einem Rechtklick in der Aufnahme aktivieren (siehe Screenshot), der 3D-Effekt fällt meiner Meinung nach, noch etwas zu moderat aus:

Link zum Original in Google Maps/Streetview.

Das nachfolgende Bild zeigt den Unterschied in den Fassadendetails. Das obere Bild entnimmt die Ansichten aus Luftbildaufnahmen, die u.a. bei der Erstellung von 3D-Gebäuden über den Google Building Maker genutzt werden. In der neuen Version von Google SketchUp können solche Modelle auch nachträglich mit Aufnahmen aus Street View angepasst werden. Im zweiten Bild wurden nachträglich die Gebäudefassaden mit Streetview-Aufnahmen angepasst.

Der qualitative Unterschied spricht wohl Bände....

Quelle (inkl. Bilder, PDF): Computer, IEEE “Google Street View: Capturing the World at Street Level”, Dragomir Anguelov, Carole Dulong, Daniel Filip, Christian Frueh,Stéphane Lafon, Richard Lyon, Abhijit Ogale, Luc Vincent, Josh Weaver, Computer, vol. 43 (2010)

Es stehen noch weitergehende Informationen und Bilder rund um Streetview und der dahinterstehenden Technik in dem englischsprachigen Bericht.

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