SoftwareentwicklungDefence
Drohnenbilder ohne GPS verorten
Ein validierter Machbarkeitsnachweis, der ein Drohnenfoto ohne Satellitenfix verortet, indem er es gegen ein georeferenziertes Orthophoto abgleicht und WGS84-Koordinaten zurückgibt.
Projektüberblick
Aufbau eigener Fähigkeiten. Es handelt sich um einen abgeschlossenen Machbarkeitsnachweis, nicht um ein geliefertes Kundenprojekt.
- Location
- Ukraine
- Team
- Ein kleines Forschungs- und Entwicklungsteam aus Computer Vision, Geodäsie und Backend-Diensten.
Stack
- Backend
- Python, FastAPI
- Data & AI
- Computer vision feature matching, geodetic coordinate transformation
- Frontend
- React, Leaflet
- Infrastructure
- Docker
Die Aufgabe und was sie gelöst hat
Technical challenge
Die Kernschwierigkeit ist, dass die Suche blind ist. Ohne Satellitenfix gibt es keine Ausgangsschätzung, also muss ein Foto gegen das gesamte Referenzgebiet verglichen werden statt gegen eine wahrscheinliche Umgebung. Gelände, Jahreszeit und Blickwinkel verändern das Aussehen des Bodens zwischen Foto und Referenzaufnahme, sodass ein Verfahren, das unter idealen Bedingungen gut abgleicht, bei echten Flügen scheitern kann. Eine selbstbewusst gelieferte falsche Antwort ist schlimmer als keine, also musste das System melden können, dass es ein Bild nicht verorten kann. Die Referenzaufnahmen kamen zudem ohne brauchbares Koordinatensystem an, und ein ungefährer Ersatz verschiebt die Ergebnisse um mehr als hundert Meter.
Was wir gemacht haben
Ein Drohnenfoto allein aus dem Bildinhalt verorten, ohne Satellitenfix und ohne Vorabposition. Je Foto eine WGS84-Koordinate zurückgeben, zusammen mit einem Vertrauenswert und einem ausdrücklichen Ergebnis „keine Verortung“, wenn das Bild nicht platziert werden kann. Von Anfang bis Ende gegen zentimetergenaue RTK-Referenzwahrheit validiert statt gegen selbst gemeldete Schätzungen. Web-Dashboard, um einen Stapel laufen zu lassen und die entstandenen Positionen auf einer Karte zu prüfen.
Warum wir
Die Arbeit begann damit, eine Referenzwahrheit zu schaffen: eine Reihe von Drohnenfotos mit zentimetergenauen RTK-Positionen, über echtem Gelände geflogen, sodass jedes Ergebnis gegen eine bekannte Antwort bewertet werden konnte statt nach Augenmaß. Ein georeferenziertes Orthophoto desselben Gebiets diente als Referenzfläche. Kandidatenverfahren wurden dann blind gegen diesen Datensatz verglichen, anhand dreier operativ entscheidender Maße: wie nah die geschätzte Position liegt, wie oft sie überhaupt auf dem richtigen Gelände landet und wie lange ein Foto braucht. Das Koordinatensystem richtig zu setzen erwies sich als wichtiger als jede andere Einzelentscheidung.
Ergebnisse
Ein mittlerer Lagefehler von 3,34 Metern gegen die RTK-Referenzwahrheit, wobei jedes Foto des Prüfdatensatzes auf dem richtigen Gelände landete und kein Fall ohne Ergebnis blieb. Die Verarbeitung dauert deutlich unter einer Sekunde je Foto, was Stapelläufe über einen ganzen Flug praktikabel macht. Das Verfahren ist validiert und reproduzierbar; in einen operativen Einsatz überführt wurde es noch nicht.
Was wir geliefert haben
Ein Drohnenfoto allein aus dem Bildinhalt verorten, ohne Satellitenfix und ohne Vorabposition.
Je Foto eine WGS84-Koordinate zurückgeben, zusammen mit einem Vertrauenswert und einem ausdrücklichen Ergebnis „keine Verortung“, wenn das Bild nicht platziert werden kann.
Von Anfang bis Ende gegen zentimetergenaue RTK-Referenzwahrheit validiert statt gegen selbst gemeldete Schätzungen.
Web-Dashboard, um einen Stapel laufen zu lassen und die entstandenen Positionen auf einer Karte zu prüfen.