Наземная фотограмметрия

1. Наземная фотограмметрия

Презентация по
материалам лекций

2. Назначение и область применения методов наземной фотограмметрии

–
–
–
–
–
–
–
–
Архитектура
Строительство
Горное дело
Судостроение
Медицина
Криминалистика
Машиностроение
И т.д.

3. Архитектура и оценка ДТП

4. Автомобилестроение

5. Применение фотограмметрии в судостроении

6. Робототехника

7. Исследование дорожного покрытия

8. Археология

9. Медицина и биотехнология

10. Съемочные камеры, применяемые в наземной фотограмметрии

11. Классификация съемочных камер и систем применяемых в наземной фотограмметрии

Фотокамеры
Цифровые камеры
Цифровые видеокамеры
Фотокамеры с цифровыми сканерными приставками
Фотокамеры с цифровыми матричными приставками
Многокамерные съемочные системы

12. Фотокамеры

.
UMK Carl Zeiss (Jena)
Rolleimetric

13. Стереосистемы

UMK с базисом 840 mm
SMK с базисом120 mm

14. Цифровые камеры

Rollei d7 metric
Rollei db45 metric
Rollei RSC

15. Hasselblad H1 c цифровым задником Phase One

16. Цифровые приставки

Kodak ProBack Plus
Kodak ProBack 645
сканерная приставка Super10 K-2 фирмы Better Light с фотокамерой

17. Цифровые видеокамеры с захватом изображения

18. Системы координат, применяемые в наземной фотограмметрии. Элементы ориентирования снимка.

19. Система координат снимка, элементы внутреннего ориентирования

y
M
xo
o
o'
y
yo
m
f
r
S
z
x
x
z
Элементы внутреннего
ориентирования снимка :
f- фокусное расстояние
объектива
x0,y0- координаты главной
точки
dx,dy-дисторсия объектива

20. Системы координат объекта. Элементы внешнего ориентирования снимка

Xs,Ys,Zs – положение центра проекции в
системе координат объекта
y
y
y
Z
x
Y
S1
x
o
B
S2
X
Z
x
Y
S
Базисная система координат
X
z
, , - угловые элементы внешнего ориентирования

21. Основные случаи съемки

= 0-3600
= 0-3600
= 0-3600
Z
Y
O
X
Общий случай съемки

22. Нормальный случай съемки

Y
y
Y
Z
y
x
S1
z
x
B
B
S2
z
S1
X
1 2 0o
1 2 90o
1 1 0o
S2
X

23. Равноотклоненный случай съемки.

Y
1 2
1 2 90o
1 1 0o
B
S1
S2
X

24. Равнонаклонный случай съемки

1 2 0o
1 2
1 1 0o
Z
Y

25. Конвергентный случай съемки

Y
< 160
B
S1
S2
X

26. Проектирование наземной съемки

Способы выполнения съемки для наземной фотограмметрии

27. Основные задачи при выборе схемы съемки

Обеспечить заданную точность определения
координат точек объекта при минимальном
количестве станций фотографирования
(снимков). Для этого следует правильно
выбрать отстояние камеры от объекта и
величину базиса фотографирования.
Покрыть съемкой весь изучаемый объект,
чтобы отсутствовали мертвые зоны (части
объекта не изобразившиеся на снимках).
Обеспечить дешифрируемость объектов по
снимкам (возможность опознавания на снимках
мелких деталей объекта).

28. Выбор базиса фотографирования и отстояния от объекта

25m
Формулы
10m
Y
O
b
X
x 100% Px
100%
Z
Z
Z
ℓy
f
f
Z
b
f
Z
f
S2
b
x 100% Px 4500 100 60
1800 pix
100%
100
Z
b
1800pix
mZ
0.01м 36м
mp
0.5pix
B
Z
36м
b
1800pix 14.4м
f
4500pix
f
B
B
S3
Исходные параметры
m X m Y m Z 0.01м
nB
формат снимка - 4500x3000 pix
f = 4500 pix
B
Расчеты
ℓx
S1
b
mZ
mp
mp = 0.5pix
L
25
1.7
B 14.4
Z
36m
0.008m
f 4500 pix

29. Проектирование дополнительных базисов при наличии мертвых зон

Y
O
X
Z
B
f
f
S1
f
B
B
S2
S3
S4
S5

30. Калибровка камер

Параметры калибровки
f- фокусное расстояние объектива
x0,y0- координаты главной точки
dx,dy-дисторсия объектива
Координаты координатных меток
Способы калибровки
Калибровка с помощью многокалиматорного калибратора
Калибровка с помощью тест объекта.
Самокалибровка

31. Калибровка с помощью тест-объекта

Калибровка с помощью тестобъекта
Уравнения коллинеарности с дополнительными параметрами
a11 X X S a 21 Y YS a 31 Z Z S
x dx 0
a13 X X S a 23 Y YS a 33 Z Z S
a12 X X S a 22 Y YS a 32 Z Z S
y0 f
y dy 0
a13 X X S a 23 Y YS a 33 Z Z S
x0 f
Тест
Z
O
o
f
x
S
z
где дисторсия описана выражением
Y
y
X
d x x(r 2k1 r 4k 2 r 6k 3 ...) (r 2 2x 2 )p1 2xyp2
2
4
6
2
2
d y y (r k1 r k 2 r k 3 ...) 2xyp1 (r 2y )p 2

32. Примеры тест-объектов

Пространственный тест-объект
Плоский тест-объект

33. Трехмерное лазерное сканирование

объект
Z’
M
D
Y’
S
X’
m
3Dизображени
ееее
Формулы вычисления координат объекта
X D cos sin
Y D cos cos
Z D sin
(X’,Y’,Z’,d)

34. Сканеры для наземного сканирования

LMS-Z210i
LMS-Z360i
Leica HD2500
Leica HD3000
LMS-Z420i
Leica HD4500

35. Технические характеристики сканеров

Riegl
Leica (CIRAX)
LMS-Z210i
LMS-Z360i
LMS-Z420i
4 - 400
1 - 200
2 - 800
Поле зрения:
горизонта
льное
вертикаль
ное
360o
80o
360o
90o
360o
80o
Угловые
интервалы
0.01o
0.01o
0.008o
Угловая
точность
0.005o
0.002o
0.002o
Линейная
точность
(для
рассстоян
ия 50 m)
15 mm
6 mm
5 mm
Скорость
сканирова
ния (точек
в секунду)
12000
12000
12000
Измеряемые
расстояни
я (m)
HD2500
HD3000
HD4500
40o
40o
360o
270o
360o
310o
6 mm
6 mm
6 mm
500000

36. Примеры лазерного сканирования

37. Скульптура Мухиной «Рабочий и колхозница»