DE2631226A1 - Verfahren und vorrichtung zur photogrammetrischen vermessung von raeumlichen objekten, insbesondere nach verkehrsunfaellen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur photogrammetrischen vermessung von raeumlichen objekten, insbesondere nach verkehrsunfaellenInfo
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Description
Professor Dr. Helmut Kellner, Wolfsgarten 14, J54o6 Bovenden 1
Verfahren und Vorrichtung zur photogrammetrischen Vermessung von räumlichen Objekten, insbesondere nach Verkehrsunfällen
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung photographischer für die photogrammetrische Vermessung
von räumlichen Objekten geeigneter Bilder, wobei zwei photographische Aufnahmen unter Anwendung der Zentralprojektion
mit verschiedener Lage des jeweiligen ProjektionsZentrums
angefertigt werden. Es wird sodann ein Verfahren zur Auswertung der hergestellten Aufnahmen bei der photogrammetrischen
Vermessung von räumlichen Objekten beschrieben und eine Vorrichtung aufgezeigt, die bei der Herstellung der photographischen
Aufnahmen Verwendung findet.
Eine photographische Aufnahme entsteht durch zentralprojektive Abbildung des Objektraumes auf eine Ebene (Bildebene).
Wenn das Objekt eine Ebene darstellt, ist die Abbildung umkehrbar eindeutig, d.h. einem Bildpunkt entspricht nur
ein Objektpunkt. Zwischen diesen Ebenen herrscht kollineare Verwandtschaft, die durch Zuordnung von vier sich entsprechenden
Punkten in beiden Ebenen vollständig beschrieben wird.
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-Jf-
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Notwendige Voraussetzung dabei ist, daß keine drei der
vier Punkte auf einer Geraden liegen dürfen. Sind vier sich entsprechende derartige Punkte in beiden Ebenen bekannt,
so kann die Lage beliebiger Objektpunkte aus entsprechenden Bildpunkten abgeleitet werden; es genügt, eine
Einbildmessung durchzuführen.
Um aber einen räumlichen Körper, also ein räumliches Objekt, meßtechnisch aus ebenen Bildern rekonstruieren zu
können, müssen notwendig zwei Aufnahmen mit räumlich unterschiedlichen Positionen der ProjektionsZentren
(Aufnahmebasis b) durchgeführt und ausgewertet werden. Sind die geometrischen Parameter der Aufnahmen bekannt,
kann man den Aufnahmestrahlengang rekonstruieren und
durch den räumlichen Schnitt homologer Strahlen das abgebildete Objekt darstellen. Es handelt sich dabei um
eine Zweibildmessung.
Vom allgemeinen Fall der Zweibildmessung, bei dem die
gegenseitige Lage der beiden Aufnahmestrahlenbündel willkürlich ist, bildet die Stereobildmessung einen Sonderfall.
Hier sind Bedingungen zu erfüllen, die im Zusammenhang mit der Raumwahrnehmung des Menschen stehen. Die
Aufnahmerichtung soll in diesem Fall möglichst parallel bis konvergent verlaufen.
Eine photographische Aufnahme wird als Meßaufnahme bezeichnet, wenn die geometrischen Parameter der Abbildung
bekannt sind. Es sind dies die Parameter der "inneren Orientierung", nämlich
a) die Lage des Hauptpunktes H' in der Bildebene E, d.h. die orthogonale Projektion des Projektionszentrums
0 auf die Bildebene E,
b) die Kammerkonstante c, d.h. der Abstand OH' und
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c) die Verzeichnung, d.h. die Abweichung von der Zentralprojektion, bedingt durch die Optik.
Die Lage des Hauptpunktes H in der Bildebene E wird durch die Lagekoordinaten χ , y in einem karthesischen Bildkoordinatensystem
(x+ , y+) festgelegt. Marken am Bildrahmen,
die bei jeder Aufnahme mit abgebildet werden, definieren dieses lokale Koordinatensystem.
Eine Kamera, die in dieser Form aufgebaut ist, wird als Meßkammer bezeichnet. Fig. 1 zeigt den typischen Aufbau
einer solchen Meßkammer. Die Definition der Aufnahmegeometrie erlaubt somit die vollständige Rekonstruktion des
Aufnahmestrahlenbündels aus der photographischen Aufnahme.
Die Lage eines Aufnahmestrahlenbündels im Raum wird durch die Parameter der "äußeren Orientierung" in ihrer Beziehung
zu einem übergeordneten Raumkoordinatensystem (Bezugssystem) x, y, ζ festgelegt.
Die sechs Elemente der "äußeren Orientierung" sind:
Die sechs Elemente der "äußeren Orientierung" sind:
X , Y , Z : Raumkoordinaten des ProjektionsZentrums 0
im Bezugssystem
Λ" ■·" · : Orientierungswinkel zur Festlegung der Aufnahmerichtung
OH' im Raum und der Orientierung des Bildkoördinatensystems χ , y .
Raumpunkte, die in ihrer Lage im Bezugssystem bekannt sind, werden als Paßpunkte bezeichnet.
Bisher verwendete Verfahren beruhen auf der Einbildmessung oder der Zweibildmessung.
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In allen Fällen, bei denen davon ausgegangen werden kann, daß sowohl das Bild, als auch das Objekt eine
Ebene darstellen, kann eine Einbildmessung durchgeführt werden. Bei der Luftbildentzerrung flachen Geländes
findet z.B. dieses Verfahren praktische Anwendung. Da bei der Anwendung auf Unfallaufnahmen in vielen
Fällen die Straßenoberfläche zumindest bereichsweise eine Ebene darstellt, können Spuren auf der Fahrbahn
aus den Aufnahmen rekonstruiert werden, wenn vier Punkte auf der Fahrbahn in ihrer Lage bestimmt und auf
der Aufnahme identifiziert werden können. Die Entzerrung des Bildinhaltes kann optisch, mechanisch, graphisch
oder rechnerisch erfolgen. Für die rechnerische Entzerrung gelten die nachstehenden Formeln für die zentralprojektive
Abbildung (kollineare Verwandtschaft):
X = Ca1X* + a2y+ + a^)/ (C1X* + c2J* +1) (l)
Y = Cb1X+ + b2y+ + b3)/ (C1X* + Q2Y* +1)
Es bedeuten: x* , y* : die Bildkoordinaten
X, Y ι die Objektkoordinaten in der Natur a,...bp.;.Cp : die acht Unbekannten
Es müssen insgesamt acht Unbekannte bestimmt werden. Diese Bedingung wird durch vier Punkte erfüllt. Der Vorteil
des Verfahrens liegt darin, daß unter Vernachlässigung der Verzeichnung keine Meßkammern erforderlich sind, da
die Parameter der inneren Orientierung der Aufnahmekammer nicht bekannt sein müssen.
In der Zweibildmessung finden Stereoaufnahmen Anwendung, da bei der Auswertung dieser Aufnahmen das stereoskopische
Sehvermögen des Menschen zur Zuordnung sich entsprechender Punkte in beiden Aufnahmen verwendet wird. Besonders
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in der terrestrischen Photogrammetrie, wie sie z.B. in der Verkehrsunfallaufnahme eingesetzt wird, werden
Doppelmeßkammern, z.B. die Stereomeßkammer SMK 120 der Pa, Zeiss mit einer festen Aufnahmebasis von b « 120 cm
und Glasplatten als Bildträger, verwendet.
Eine Doppelmeßkammer wird aus zwei Meßkammern aufgebaut. Diese sind auf einem gemeinsamen Träger mit bekannter
Aufnahmebasis fest montiert, wobei darauf geachtet wird, daß die Bildebenen und die Bildkoordinatensysteme zueinander
parallel sind. Die äußere Orientierung wird in Bezug auf das Lot durch eine Horizontierung der Doppelkammer bei
der Aufnahme festgelegt. Der Vorteil dieses Systems liegt in der Festlegung von innerer und gegenseitiger Orientierung
der Kammern und der Möglichkeit einer gemeinsamen äußeren Orientierung. Der Nachteil liegt einerseits im hohen
technischen Aufwand und damit verbundenen hohen Preis für die Kammern, andererseits in der komplizierten Handhabung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren der
eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, welches es gestattet, mit einfachen Photoapparaten, also ohne Verwendung
von Meßkammern, Bilder von räumlichen Objekten aufzunehmen, die sich zur photogrammetrischen Vermessung mit ausreichender
Genauigkeit eignen.
Das Verfahren zur Herstellung photographischer Bilder, die für die photogrammetrische Vermessung von räumlichen Objekten
geeignet sind, kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß in das zu vermessende räumliche Objekt eine Bezugsebene
mit mindestens vier Punkten mit bekannten Lagekoordinaten, die ein Viereck beschreiben, und mindestens zwei außerhalb
der Bezugsebene liegende mit ungleichen (bzw, gleichen)
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Lagekoordinaten bezüglich der Bezugsebene versehene Raumpunkte eingebracht werden, wobei mindestens die
Lagekoordinaten (bzw. Raumkoordinaten) des einen Raumpunktes und die Raumkoordinaten des anderen Raumpunktes
bekannt sind, und daß mindestens sechs derartige Punkte auf jeder der beiden Aufnahmen abgebildet
werden.
Zur Erhöhung der Genauigkeit der Bestimmung der Unbekannten in den Transformationsgleichungen wird eine
Bezugsebene mit mehr als vier Punkten, vorzugsweise sechzehn Punkten, in das zu messende räumliche Objekt
eingebracht. Zur genaueren Bestimmung der beiden Projektionszentren wird eine Bezugsebene mit mehr als zwei
Raumpunkten in das zu messende räumliche Objekt eingebracht .
Zu Kontrollzwecken können mehr als zwei Aufnahmen mit verschiedenen räumlichen Positionen der Projektionszentren durchgeführt werden.
Das Verfahren zur Auswertung der auf die beschriebene Art und Weise hergestellten photographischen Aufnahmen
kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß unter Verwendung eines !Comparators die Bildkoordinaten der
sechs Punkte ermittelt, die Transformationsgleichungen der kollinearen Transformation der vier Bildpunkte
des Vierecks auf die vier Punkte der Bezugsebene gelöst und die räumliche Lage der beiden ProjektionsZentren
bestimmt wird und daß unter Verwendung des !Comparators die Bildkoordinaten interessierender Objektpunkte ermittelt,
diese Bildkoordinaten mit Hilfe der Transformationsgleichungen in die Bezugsebene projiziert und
dadurch transformierte Bildpunkte bestimmt werden und durch Schnittpunktbildung der beiden Geraden je-
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weils zwischen dem ProjektionsZentrum und dem transformierten
Bildpunkt die Raumkoordinaten des interessierenden Objektpunktes festgestellt werden. Dabei kann die
Schnittpunktbildung der beiden Geraden zunächst in der Bezugsebene durchgeführt und die beiden Geraden in der
Bezugsebene jeweils zwischen dem Fußpunkt des Projektionszentrums und dem transformierten Bildpunkt zum Schnitt
gebracht und damit die Lagekoordinaten des interessierenden Objektpunktes und entsprechend dem Streckenverhältnis
die Höhe des interessierenden Objektpunktes über der Bezugsebene festgestellt werden.
Die erfindungsgemäßen Verfahren sind aufeinander abgestimmt und verknüpfen in vorteilhafter Weise die Einbildmessung
mit der Zweibildmessung, wobei jedoch je nach Aufnahmesituation die Aufnahmebasis frei gewählt werden
kann. Bei jeder einzelnen Aufnahme bildet ja die Bezugsebene und die Bildebene tatsächlich zwei ebene Flächen,
so daß durch die vier Punkte in einer Ebene des räumlichen Objektes und die entsprechenden vier Bildpunkte die
kollineare Verwandtschaft festgelegt ist und damit die Unbekannten der Transformationsgleichungen bestimmt werden
können. Da aber der tatsächlich photographierte Objektraum nur in sehr unvollkommenster Weise als Ebene betrachtet
werden kann, wird es erforderlich, die räumliche Lage von Punkten im Objektraum mit hinreichender Genauigkeit
bestimmen zu können, die außerhalb der durch die vier Punkte definierten Bezugsebene liegen. Hieraus erwächst
die Notwendigkeit, zwei Aufnahmen mit verschiedener Lage der ProjektionsZentren zu erstellen, so daß hier der allgemeine
Fall der Zweibildmessung Anwendung findet, ohne daß es auf eine bestimmte Basis oder sonstige Bedingung
des Strahlenganges ankäme. Wesentlich ist nur, daß jedenfalls in beiden Aufnahmen mindestens vier Punkte der Bezugsebene
(sowie mindestens zwei Raumpunkte) abgebildet
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werden. Mindestens zwei Raumpunkte außerhalb der Bezugsebene sind erforderlich für die Bestimmung der räumlichen Lage des
ProjektionsZentrums, und zwar jeweils für das jeweilige Projektionszentrum
der jeweiligen Aufnahme. Die Raumkoordinaten jedes Projektionszentrums lassen sich eindeutig
bestimmen, wenn wenigstens von einem Raumpunkt außerhalb der Bezugsebene die Lagekoordinaten und von einem weiteren
Raumpunkt außerhalb der Bezugsebene die Raumkoordinaten bekannt sind. Im allgemeinen sind selbstverständlich
die Raumkoordinaten von beiden dieser Raumpunkte oder von noch mehreren Raumpunkten bekannt. Wesentlich ist dabei,
daß die Raumpunkte keinen gemeinsamen Fußpunkt haben. Es ist aber auch möglich, mit zwei Raumpunkten außerhalb
der Bezugsebene zu arbeiten, die einen gemeinsamen Fußpunkt besitzen; dann müssen jedoch die Raumkoordinaten
beider Raumpunkte bekannt sein.
Zur Bestimmung der räumlichen Lage eines Projektionszentrums wird eine Schnittpunktbildung in der Bezugsebene
zwischen den Geraden durch die transformierten Bildpunkte und die Fußpunkte der Raumpunkte durchgeführt;
entsprechend dem Streckenverhältnis wird die Höhe des Projektionszentrums über der Bezugsebene festgestellt.
Zur Bestimmung der räumlichen Lage eines Projektionszentrums bei Verwendung zweier Raumpunkte außerhalb der
Bezugsebene mit gemeinsamem Fußpunkt wird eine Schnittpunktbildung zwischen den beiden Geraden durch die transformierten
Bildpunkte und den Raumpunkten durchgeführt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, also zur Herstellung photographischer Aufnahmen von räumlichen
Objekten kennzeichnet sich dadurch, daß ein mindestens vier in einem Viereck und in einer Ebene, die die Bezugsebene
bildet, angeordnete Punkte (Paßpunkte) aufweisender Rahmen vorgesehen ist, der darüber hinaus mindestens
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zwei außerhalb der Ebene angeordnete Raumpunkte (Paßpunkte) trägt, wobei die Koordinaten von mindestens sechs Punkten
in einem System bekannt sind. Dieser Rahmen, der einerseits die Bezugsebene mit seinen vier Punkten bildet, so daß
die Transformationsgleichungen gelöst werden können und andererseits zwei weitere Raumpunkte außerhalb dieser
Ebene aufweist, um die ProjektionsZentren bestimmen
zu können, ist ein tragbares Gerät, welches in entsprechend kleiner Dimensionierung ausgebildet werden
kann, wobei darauf zu achten ist, daß dieses Gerät bei jeder der beiden Aufnahmen mitphotographiert wird. Vier
Paßpunkte zur Bildung der Bezugsebene sind notwendig,
wobei keine drei der vier Punkte auf einer Geraden liegen dürfen. Es empfiehlt sich jedoch, mehr Paßpunkte
vorzusehen, um bei zufälligen Verdeckungen von einzelnen Paßpunkten auf der jeweiligen Abbildung andere Paßpunkte
benutzen zu können.
In bevorzugter Ausfuhrungsform weisen die außerhalb der
Ebene angeordneten Punkte verschiedene Fußpunkte auf, so daß damit die Lage der ProjektionsZentren in der Bezugsebene
leicht ermittelt werden kann. Es ist aber auch möglich, daß die außerhalb der Ebene angeordneten Raumpunkte
einen gemeinsamen Fußpunkt aufweisen. Hier müssen aber zusätzlich die Höhen der Raumpunkte bekannt sein,
um durch entsprechende Schnittpunktbildung die Bestimmung des ProjektionsZentrums zu ermöglichen.
Die vier Punkte sind in der Ebene des Rahmens in Form eines Rechtecks, insbesondere Quadrates, angeordnet.
Es genügt, wenn der gegenseitige Abstand der Paßpunkte etwa 1 m beträgt, um mit ausreichender Genauigkeit
Aufnahmen nach Verkehrsunfällen anfertigen und diese vermessen zu können. Es versteht sich, daß mit einem größeren
Rahmen, bei dem die vier Punkte der Bezugsebene weiter auseinanderliegen, die Genauigkeit gesteigert
werden kann. Im allgemeinen ist dies jedoch für Unfallaufnahmen nicht erforderlich.
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- KT -
Der Rahmen ist vorzugsweise mit Hilfe von drei Einstellschrauben
nivellierbar, so daß die von den vier Punkten gebildete Ebene (Bezugsebene) eine Horizontalebene darstellt.
Dies hat den Vorteil, daß die Höhen der interessierenden Punkte zugleich absolute Höhen relativ zur Bezugsebene
darstellen.
Der Rahmen ist vorzugsweise zusammenklappbar und in der aufgestellten Stellung mit der reproduzierbaren Bezugsebene
fixierbar., Die Zusammenklappbarkeit ist derart gestaltet,
daß der Rahmen bequem im Kofferraum eines Personenkraftwagens mitgeführt werden kann, um ihn an der
Unfallstelle einsetzen zu können. Der Rahmen kann eine oder mehrere Nivellierungslibellen tragen, um die Einrichtung
in der Horizontalebene zu erleichtern.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen prinzipiell erläutert und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die prinzipielle Darstellung einer Meßkammer,
Fig. 2 die perspektivische Darstellung der räumlichen
Gesetzmäßigkeiten bei der Bestimmung eines Projektionszentrums,
Fig. J5 die perspektivische Darstellung der räumlichen
Gesetzmäßigkeiten bei der Bestimmung eines Projektionszentrums in einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 4 die räumlichen Gesetzmäßigkeiten in perspektivischer
Darstellung bei der Bestimmung eines interessierenden Objektpunktes,
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Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der eingesetzten Vorrichtung in aufgebautem Zustand und
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der eingesetzten
Vorrichtung in zusammengeklapptem Zustand.
Fig. 1 stellt Stand der Technik dar.
Die Bestimmung der acht Unbekannten für die Transformationsgleichungen
wurde bereits erläutert.
Die Bestimmung eines ProjektionsZentrums 0 kann zweckmäßig,
wie in Fig. 2 dargestellt, erfolgen. Jeder Raumpunkt P außerhalb der Bezugsebene A, B, C, D liefert eine Projektion auf die
Bezugsebene. Es entsteht somit der Punkt "P, nämlich als
Schnittpunkt einer Raumgeraden durch das Projektionszentrum
0 mit seinen Raumkoordinaten X , Y , Z und dem Raumpunkt
P mit seinen Raumkoordinaten X, Y, Z mit der Bezugsebene. Die Lage dieses Durchstoßpunktes "P* in der Bezugsebene wird
durch die Transformationsgleichungen aus seiner Abbildung
Px in der Aufnahme bestimmt. Die Raumpunkte P (Z beliebig)
und Q liefern die Punkte P', ¥ und Q' und Q und somit
je eine Gerade g. , gp in der Bezugsebene. Der Schnittpunkt
dieser Geraden ergibt den Grundriß 0' mit den Lagekoordinaten X , Y des Projekt!onsZentrums 0. Die Höhe
Z wird durch den Schnitt der Geraden durch Q und Q mit
ο
der Senkrechten durch 0' auf die Bezugsebene erhalten. Es gilt die in Fig. 2 angegebene Formel.
Auf diese Weise wird zunächst das Projekt!onsZentrum O1
der Aufnahme 1 und sodann das Projekt!onsZentrum O2 der
Aufnahme 2 ermittelt.
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- iff -
Die Ermittlung eines ProjektionsZentrums 0 kann auch
dadurch erfolgen, daß nicht zwei Punkte P und Q mit unterschiedlichen Fußpunkten P' und Q/ (Pig. 2) Verwendung
findet, sondern die beiden Punkte M und N gemäß Fig. j5, die den gemeinsamen Fußpunkt M' » N'
aufweisen. In diesem Falle ist es aber erforderlich, sowohl die Höhe von M als auch die Höhe von N über der
Bezugsebene' A, B, C, D zu kennen. Die Ermittlung des Projektionszentrums
0 erfolgt dann durch direkte Schnittpunktbildung der Geraden M Si und N U. Auch hier gilt
selbstverständlich die in Fig. 3 angegebene Formel.
Die Bestimmung der Raumkoordinaten eines interessierenden Objektpunktes R ist schematisch in Fig. 4 wiedergegeben.
Die Projektionszentren 0- und O2 der Aufnahmen 1 und 2
werden zunächst nach dem Verfahren, wie in Fig. 2 oder
X X dargestellt, bestimmt. Die Bildpunkte R1 und Rg des
Objektpunktes R liefern je einen transformierten Bildpunkt durch die Anwendung der Transformationsgleichungen (l) auf
die Bezugsebene. Es sind'dieses die DurchstoßpunkteΊ& und
Ep. Der Schnittpunkt der beiden Geraden zwischen den Fußpunkten
der ProjektionsZentren und den Durchstoßpunkten
des Objektpunktes in der Bezugsebene liefert den Grundriß R' des Objektpunktes R. Bei den beiden Geraden handelt
es sich um die Strecken Ol, R. und O2 R2 . Die noch
fehlende Höhe ZR des Objektpunktes R kann aus einer der
beiden in Fig. 4 wiedergegebenen Formeln entsprechend den gegebenen
geometrischen Beziehungen errechnet werden, wobei die jeweils andere Formel zu Kontro11zwecken benutzt werden
kann.
Es ist aber auch möglich, durch eine direkte Schnittpunktbildung den Objektpunkt R zu ermitteln. Dabei werden die
Geraden 0» IL und O2 R2 zum Schnitt gebracht.
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Das beschriebene Verfahren kann mit beliebigen anderen interessierenden Objektpunkten ebenso durchgeführt werden,
so daß beispielsweise die Entfernung verschiedener Objektpunkte, beispielsweise die Länge einer Bremsspur
od.dgl., leicht berechnet werden kann.
Fig. 5 zeigt die Vorrichtung, die bei der Durchführung
der beiden Aufnahmen eingesetzt wird. Diese Vorrichtung besteht aus einem zusammenklappbaren Rahmen, der mit
genügend exakten Scharnieren und in ausreichender Festigkeit konstruiert ist, um die Bezugsebene A, B, C, D jeweils
reproduzierbar aufspannen zu können. Neben den hier genannten Paßpunkten sind eine Reihe weiterer Paßpunkte
F vorgesehen. Insgesamt zeigt der Rahmen gemäß Fig. 5 sechzehn die Bezugsebene bildende Paßpunkte. Außerhalb
der Bezugsebene sind die beiden erforderlichen Punkte P und Q angeordnet, von denen selbstverständlich die Raum
koordinaten bezüglich der Bezugsebene bekannt sind. Zu Kontrollzwecken sind noch weitere derartige Punkte G vorgesehen,
damit auf jeden Fall für die Auswertung zwei derartige Punkte zur Verfügung stehen.
Der Rahmen besitzt weiterhin noch drei Einstellschrauben K und zwei Libellen L, um die Bezugsebene A, B, C, D als
Horizontalebene einrichten zu können.
Fig. 6 zeigt den Rahmen in zusammengeklapptem Zustand, so daß ersichtlich ist, daß er in dem Kofferraum eines
Kraftfahrzeuges leicht mitgeführt werden kann.
Bei der Aufnahme, beispielsweise nach einem Verkehrsunfall, wird der Rahmen gemäß Fig. 5 an der Unfallstelle
aufgebaut und nivelliert, wobei er so aufgestellt wird, daß mindestens zwei Aufnahmen mit verschiedenen Projek-
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tionsZentren hergestellt werden können, wobei auf beiden
Aufnahmen der Rahmen mit seinen Paßpunkten ersichtlich ist und zusätzlich die interessierenden Objektpunkte
des Unfalls zu sehen sind. Aufnahmen können mit einer beliebigen einfachen Kamera nacheinander von zwei Standorten
ausgefertigt werden. Lediglich wenn ein bewegtes Geschehen auf diese Weise vermessen werden soll, ist
die gleichzeitige Auslösung zweier aber immer noch beliebiger Kameras erforderlich.
Die beiden Aufnahmen werden dann mit Hilfe eines Komparators vermessen, wobei die Bildkoordinäten von mindestens
sechs Paßpunkten ermittelt werden. Da Komparatoren zum Stand der Technik gehören, ist deren Aufbau und Wirkungsweise
hier' nicht mehr beschrieben. Es werden sodann die Transformationsgleichungen der kollinearen Transformation
der vier Bildpunkte des Vierecks auf die vier Punkte A, B, C, D der Bezugsebene gelöst und die beiden Projektionszentren 0. und Op bestimmt. Sodann werden unter Verwendung
des Komparators die Bildkoordinaten interessierender Objektpunkte ermittelt, diese Bildkoordinaten mit Hilfe der Transformationsgleichungen
in" die Lagekoordinaten in der Bezugsebene umgewandelt und durch die Schnittpunktbildung der
beiden Geraden in der Bzugsebene jeweils zwischen dem Fußpunkt des ProjektionsZentrums und dem transformierten
Bildpunkt die Lagekoordinaten des interessierenden Objektpunktes und entsprechend dem Streckenverhältnis die Höhe
des interessierenden Objektpunktes über der Bezugsebene festgestellt. Dies wird für mehrere interessierende Objektpunkte
durchgeführt. Die Anzahl und Auswahl der Objektpunkte richtet sich nach dem Anwendungsgebiet bzw. dem
aufgenommenen Unfall, um hier das Geschehen in maßlichen Angaben wiedergeben zu können.
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Claims (15)
- Patentansprüche :lJ Verfahren zur Herstellung photographischer für die photogrammetrische Vermessung von räumlichen Objekten geeigneter Bilder, wobei zwei photographische Aufnahmen unter Anwendung der Zentralprojektion mit verschiedener Lage des jeweiligen Projektionszentrums angefertigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in das zu vermessende räumliche Objekt eine Bezugsebene mit mindestens vier Punkten mit bekannten Lagekoordinaten, die ein Viereck beschreiben, und mindestens zwei außerhalb der Bezugsebene liegende mit ungleichen (bzw. gleichen) Lagekoordinaten bezüglich der Bezugsebene versehene Raumpunkte, wobei mindestens die Lagekoordinaten (bzw. Raumkoordinaten) des einen Raumpunktes und die Raümkoordinaten des anderen Raumpunktes bekannt sind, eingebracht werden, und daß mindestens sechs derartige Punkte auf jeder der beiden Aufnahmen abgebildet werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Genauigkeit der Bestimmung der Unbekannten in den Transformationsgleichungen eine Bezugsebene mit mehr als vier Punkten, vorzugsweise sechzehn Punkten, in das zu messende räumliche Objekt eingebracht wird.
- J5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur genaueren Bestimmung der beiden ProjektionsZentren eine Bezugsebene mit mehr als zwei Raumpunkten in das zu messende räumliche Objekt eingebracht wird.
- 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet,70988 3/0168daß zu Kontrollzwecken mehr als zwei Aufnahmen mit verschiedenen räumlichen Positionen der Projektionszentren durchgeführt werden.
- 5. Verfahren zur Auswertung der gemäß dem Verfahren der Ansprüche 1 bis H- hergestellten Aufnahmen bei der photogrammetrischen Vermessung von räumlichen ■■. Objekten, insbesondere nach Verkehrsunfällen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines !Comparators die Bildkoordinaten der sechs Punkte ermittelt, die Transformationsgleichungen der kollinearen Transformation der vier Bildpunkte des Vierecks auf die vier Punkte der Bezugsebene gelöst und die räumliche Lage der beiden Projektionszentren bestimmt wird und daß unter Verwendung des Komparators die Bildkoordinaten interessierender Objektpunkte ermittelt, diese Bildkoordinaten mit Hilfe der Transformationsgleichungen in die Bezugsebene projiziert und dadurch transformierte Bildpunkte bestimmt werden und durch Schnittpunktbildung der beiden Geraden jeweils zwischen dem ProjektionsZentrum und dem transformierten Bildpunkt die Raumkoordinaten des interessierenden Objektpunktes festgestellt werden.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunktbildung der beiden Geraden zunächst in der Bezugsebene durchgeführt wird und die beiden Geraden in der Bezugsebene jeweils zwischen dem Fußpunkt des ProjektionsZentrums und dem transformierten Bildpunkt zum Schnitt gebracht und damit die Lagekoordinaten des interessierenden Objektpunktes und entsprechend dem Streckenverhältnis die Höhe des interessierenden Objektpunktes über der Bezugsebene festgestellt werden.709083/0180
- 7· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der räumlichen Lage eines ProjektionsZentrums eine Schnittpunktbildung in der Bezugsebene zwischen den Geraden durch die transformierten Bildpunkte und die Fußpunkte der Raumpunkte durchgeführt wird und entsprechend dem Streckenverhältnis die Höhe des ProjektionsZentrums über der Bezugsebene festgestellt wird (Fig. 2).
- 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der räumlichen Lage eines ProjektionsZentrums bei Verwendung zweier Raumpunkte außerhalb der Bezugsebene mit gemeinsamem Fußpunkt eine Schnittpunktbildung zwischen den beiden Geraden durch die transformierten Bildpunkte und den Raumpunkten durchgeführt wird (Fig. J>).
- 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestens vier in einem Viereck und in einer Ebene, die die Bezugsebene bildet, angeordnete Punkte (Paßpunkte) aufweisender Rahmen vorgesehen ist, der darüber hinaus zwei außerhalb der Ebene angeordnete Raumpunkte (Paßpunkte) trägt, wobei die Koordinaten der sechs Punkte in einem System bekannt sind·
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Ebene angeordneten Raumpunkte verschiedene Fußpunkte aufweisen.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Ebene angeordneten Raumpunkte einen gemeinsamen Fußpunkt aufweisen.709883/01*3
- 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Punkte in der Ebene des Rahmens in Form eines Rechteckes, insbesondere Quadrates, angeordnet sind.
- 1J5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen mit Hilfe von drei Einstellschrauben nivellierbar ist, so daß die von den vier Punkten gebildete Ebene (Bezugsebene) eine Horizontalebene darstellt.
- 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennze i c hne t, daß der Rahmen zusammenklappbar und in der aufgestellten Stellung mit der reproduzierbaren Bezugsebene fixierbar ist.
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine oder mehrere Nivellierungslibellen trägt.709883/0160
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