DE2631226C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung photographischer für die photogrammetrische
Vermessung von räumlichen Objekten geeigneter Bilder, insbesondere nach Verkehrsunfällen, wobei im
räumlichen Objekt Paßpunkte aufgestellt werden und zwei photographische Aufnahmen unter Anwendung
der Zentralprojektion mit verschiedener Lage des jeweiligen Projeklionszentrums angefertigt werden.
Das Verfahren bezieht sich weiter auf die Auswertung dieser Aufnahmen, wobei die Bildkoordinaten der
Paßpunkte und interessierende Objektpunkte mit einem Auswertegerät ermittelt werden. Es wird auch eine
Vorrichtung aufgezeigt, die bei der Herstellung der photographischen Aufnahmen Verwendung findet.
Es ist bereits die Verwendung von Kleinbildaufnahmen für terrestrische Vermessung bekannt (Bildmessung
und Luftbildwesen 1954, Nr. 4, Seiten 114 bis 126).
Dabei werden in Gelände einzelne Paßpunkte aufgestellt, die vor Anfertigung der Kleinbildaufnahmen
jeweils vermessen werden müssen. Die Paßpunkte sind so im Gelände aufzustellen, daß Me für das für die
Aufnahme vorgesehene Gebiet umgeben, so daß später
eine Interpolation möglich ist. Zur Auswertung der Aufnahmen muß die innere und die äußere Orientierung
bestimmt werdea Dies bedeutet, daß von jeder Kamera die Kammerkonstante c, die nur ungefähr der
Brennweite entspricht, der Bildhauptpunkt und die Verzeichnung sowie als äußere Orientierung die Lage
des Projektionszentrums im Raum und die Orientierung der Aufnahmerichtung entsprechend den drei Raumwinkeln
bestimmt und rechnerisch festgelegt werden müssen. Mit Hilfe der inneren und äußeren Orientierung
können dann aus den Koordinaten der Bildpunkte auf beiden Fotos die Koordinaten der Objektpunkte
bestimmt werden. Für eine Auswertung von Verkehrsunfällen ist dieses Verfahren nicht geeignet, weil durch
das Einbringen der einzelnen Paßpunkte und die anschließende geodetische Vermessung eine relativ
große Zeitspanne erforderlich ist, die bei Unfällen nicht zur Verfügung steht, weil die Unfallstelle in aller Regel
relativ schnell geräumt werden muß.
Aus der DE-OS 24 30 851 ist eine Koordinaten-Messung
mittels programmetrischer Methoden bekannt Dabei werden elektronische Fernsehaufnahmeröhren
eingesetzt und ein Paßpunktsystem, welches nicht näher beschrieben ist, in den Objektraum eingebracht. Auch
bei diesem Verfahren müssen die Daten der inneren und äußeren Orientierung bestimmt werden. Außerdem
kann man mit diesem Verfahren nur diskrete Punkte (vorher im Gelände markierte Punkte) verfolgen bzw. in
ihrer räumlichen Lage feststellen. Es entfällt bei diesem Verfahren der an sich hohe Informationsgehalt eLier jo
Photographie. Auch dieses Verfahren ist zur Auswertung von Verkehrsunfällen ungeeignet, weil nur die
diskreten Punkte vorhanden sind und damit bereits eine unverrückbare Wertung des Unfalls vorausgesetzt ist,
ganz abgesehen von dem erheblichen Zeitaufwand.
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 Verwandschaft,
die durch Zuordnung von vier sich entsprechenden Punkten in beiden Ebenen vollständig beschrieben
wird. 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. bo
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 seil in diesem
Fall möglichst parallel bis konvergent verlaufen.
Eine photographische Aufnahme wird als Meßaufnähme 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 O auf die Bildebene E
b) die Kammerkonstante c, d. h. der Abstand OH'und
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 Lagerkoordinaten X+, 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 Meökammer bezeichnet F i g. 1 zeigt den typischen
Aufbau einer solchen Meßkammer. Die Definition der Aufnahmegeometrie erlaubt somit die vollständige
Rekonstruktion des Aufnahmestrahlenbündels aus der photographischen Ausnahme.
Die Lage eines Aufnahmestrahlenbündels im Raum wird durch die Parameter der »äußeren Orientierung«
in ihrer Beziehung zu einem übergeordneten Raumkoordinatepsystem (Bezugssystem) x,y, ζ festgelegt
Die sechs Elemente der »äußeren Orientierung« sind:
X0, Yo. Z0: Raumkoordinaten des Projektionszentrums
O im Bezugssystem
κ, φ, ω: Orientierungswinkel zur Festlegung der
κ, φ, ω: Orientierungswinkel zur Festlegung der
Aufnahmerichtung OH' im Raum und der Orientierung des Bildkoordinatensystems
Raumpunkte, die in ihrer Lage im Bezugssystem bekannt sind, werden als Paßpunkte bezeichnet.
Bisher verwendete Verfahren beruhen auf der Einbildmessung oder der Zweibildmessung.
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 Luftbildenlzerrung 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 Verwandschaft):
X = (U1 χ * + chy * + Ch)Kc1 χ * + c2y * + I) (D
Y = (ft,.v4 + b2y* + H3)Z(C1X* + c2y + + 1).
Es bedeuten:
x+,y*: die Bildkoordinaten
X, Y: die Objektkoordinaten in der Natur
a\ ... t>2... α; 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 Meßkam-
mem 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 stereoskopischc Sehvermögen des Menschen zur Zuordnung sich entsprechender Punkte in beiden
Aufnahmen verwendet wird. Besonders in der terrestrischen Photogrammetrie, wie sie z. B. in der Verkehrsunfallaufnahme
eingesetzt wird, werden Doppelmeßkammern, z.B. die Stereomeßkammer SMK 120 der Fa.
Zeiss mit einer festen Aufnahmebasis von b — 120 cm und Glasplatten a!s 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 Objekte!· geeignet sind, kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Paßpunkte Bestandteil
eines Paßpunktsystems sind, welches eine Bezugsebene mit mindestens vier Punkten mit zueinander
■bekannten Lagekoordinaten, di 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 Raumkoordinaten des anderen Raumpunktes bekannt sind, aufweist daß mindestens sechs derartige
Punkte auf jeder der beiden Aufnahmen abgebildet werden, und daß unter Verwendung des Auswertegerätes
die Bildkoordinaten der sechs Punkte ermittelt, die Transformationsgleichungen der kollinearen Transformation
der vier Büdpunkte des Vierecks auf die vier Punkte der Bezugsebene gelöst und die räumliche Lage
•der beiden Projektionszentren bestimmt wird und daß die Bildkoordinaten interessierender Objektpunkte 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.
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 mil verschiedenen räumlichen Positionen der
Projektionszentren durchgeführt werden.
Bei der Auswertung 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 Strecken-
über der Bezugsebene festgestellt werden.
Die einzelnen Verfahrensschritte 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 Verwandschaft festgelegt ist und damit die Unbekannten der Transformationsgleichungen
bestimmt werden können. Da aber der tatsächlich photographierte Objektraum nur in sehr
unvollkommener 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 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 v/eiteren 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 (Fußpunkte) aufweisender Rahmen vorgesehen ist, der
darüber hinaus mindestens zwei außerhalb der Ebene angeordnete Raumpunkte (Paßpunkte) trägt, wobei die
Koordinaten von mindestens sechs Punkten zueinander 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, mehrere Paßpunkte vorzusehen, um bei zufälligen
Verdeckungen von einzelnen Paßpunkten auf der jeweiligen Abbildung andere Paßpunkte benutzen zu
können.
In bevorzugter Ausführungsform 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 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.
Das Paßpunktsystem ist mobil ausgebildet. 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.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen prinzipiell erläutert und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
dargestellt Es zeigt
F i g. 1 die prinzipielle Darstellung einer Meßkammer,
Fig.2 die perspektivische Darstellung der räumlichen
Gesetzmäßigkeiten bei der Bestimmung eines Proj ektionszentrums,
Fig.3 die perspektivische Darstellung der räumlichen
Gesetzmäßigkeiten bei der Bestimmung eines Projektionszentrums in einer weiteren Ausführungsform,
Fi g. 4 die räumlichen Gesetzmäßigkeiten in perspektivischer
Darstellung beid er Bestimmung eines interessierenden Objektpunktes,
Fig.5 eine perspektivische Darstellung der eingesetzten
Vorrichtung in aufgebautem Zustand und
Fig.6 eine perspektivische Darstellung der eingesetzten
Vorrichtung in zusammengeklapptem Zustand.
F i g. 1 stellt Stand der Technik dar.
Die Bestimmungen der acht Unbekannten für die Transformationsgleichungen wurde bereits erläutert.
Die Bestimmung eines Projektionszentrums O kann
zweckmäßig, wie in Fig. 2 dargestellt, erfolgen. Jeder
Raumpunkt P außerhalb der Bezugsebene A1 B1 C, D
liefert eine Projektion auf die Bezugsebene. Es entsteht somit der Punkt P, nämlich als Schnittpunkt einer
Raumgeraden durch das Projektionszentrum O mit seinen Raumkoordinaten ΛΌ, Vo, Zq und dem Raumpunkt
ίο 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 P" in der Aufnahme bestimmt. Die Raumpunkte P(Zbeliebig) und Q liefern
!5 die Punkte P', Fund C'und Q und somit je eine Gerade
g\, gi in der Bezugsebene. Der Schnittpunkt dieser Geraden ergibt den Grundriß O'mil den Lagekoordinaten
Xo, Yo des Projektionszentrums O. Die Höhe Zo wird
durch den Schnitt der Geraden durch Q und Q mit der Senkrechten durch O'auf die Bezugsebene erhalten. Es
gilt die in F i g. 2 angegebene Formel.
Auf diese Weise wird zunächst das Projektionszentrum O\ der Aufnahme 1 und sodann das Projektionszentrum Ch der Aufnahme 2 ermittelt.
Die Ermittlung eines Projektionszentraum O kann
auch dadurch erfolgen, daß nicht zwei Punkte Fund Q
mit unterschiedlichen Fußpunkten P'und Q'(Fig. 2)
Verwendung findet, sondern die beiden Punkte Mund N gemäß F i g. 3, die den gemeinsamen Fußpunkt
M'= N' aufweisen. In diesem Falle ist es aber erforderlich, sowohl die Höhe von Mals auch die Höhe
von N über der Bezugsebene A, B, C, D zu kennen. Die Ermittlung des Projektionszentrums O erfolgt dann
durch direkte Schnittpunktbildung der Geraden MM und N N. Auch hier gilt selbstverständlich die in F i g. 3
angegebene Fc -mel.
Die Bestimmung der Raumkoordinaten eines interessierenden Objektpunktes R ist schematisch in F i g. 4
wiedergegeben. Die Projeklionszentren O\ und Oi der
Aufnahmen 1 und 2 werden zunächst nach dem Verfahren, wie in F i g. 2 oder 3 dargestellt, bestimmt.
Die Bildpunkte R\x und Rix des Objektpunktes R liefern
je einen transformierten Bildpunkt durch die Anwendung der Transformationsgleichungen (1) auf die
Bezugsebene. Es sind dieses die Durchstoßpunkte /?i
und Ri. 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 ΟΊ,
R] und ΟΊ Ri. Die noch fehlende Höhe Zr des
Übjeklpunktes K kann aus einer der beiden in F i g. 4
wiedergegebenen Formeln entsprechend den gegebener geometrischen Beziehungen errechnet werden,
wobei die jeweils andere Formel zu Kontrollzwecken benutzt werden kann.
Es ist aber auch möglich, durch eine direkte Schnittpunktbildung den Objektpunkt Äzu ermitteln.
Dabei werden die Geraden O\ R\ und Oz R2 zum Schnitt
gebracht.
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. F i g. 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, Q 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 Raumkoordinaten bezüglich der Bezugsebene bekannt
sind. Zu Kontrollzwecken sind noch weitere derartige Punkte C vorgesehen, damit auf jeden Fall für die
Auswertung zwei derartige Punkte zur Verfugung stehen.
Der Rahmen besitzt weiterhin noch drei Einstellschrauben K und zwei Libellen L, um die Bezugsebene
A, B, C1 DaIs Horizontalebene einrichten zu können.
Fig.6 zeigt den Rahmen in zusammengeklapptem
Zustand, so daß es ersichtlich ist, daß er in dem Kofferraum eines Kraftfahrzeuges leicht mitgeführt
werden kann.
Bei der Aufnahme, beispielsweise nach einem Verkehrsunfall, wird der Rahmen gemäß F i g. 5 an der
Unfallstelle aufgebaut und nivelliert, wobei er so aufgestellt wird, daß mindestens zwei Aufnahmen mit
verschiedenen Projektionszentren 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 könnerumit 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 Bildkoordinaten
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
O\ und Ch 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 Bezugsebene 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.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung photographischer für die photogrammetrischer Vermessung von räumlichen
Objekten geeigneten Bilder, insbesondere nach Verkehrsunfällen, wobei im räumlichen Objekt
Paßpunkte aufgestellt werden und zwei photographische Aufnahmen unter Anwendung der Zentralprojektion
mit verschiedener Lage des jeweiligen Projektionszentrums angefertigt werden, und zur
Auswertung dieser Aufnahmen, wobei die Bildkoordinaten der Paßpunkte und interessierende Objektpunkte
mit einem Auswertegerät ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßpunkte
Bestandteil eines Paßpunktsystems sind, welches eine Bezugsebene mit mindestens vier
Punkten mit zueinander bekannten Lagekoordinaten, die ein Viereck beschreiben, und mindestens
zwei außerhalb der Bezugsebene liegende mit ungleichen (bzw. gleichen) Lagekoordinaten bezuglieh
der Bezugsebene versehene Raumpunkte, wobei mindestens die Lagekoordinaten (bzw. Raumkoordinaten)
des einen Raumpunktes und die Raumkoordinaten des anderen Raumpunktes bekannt sind,
,aufweist, daß mindestens sechs derartige Punkte auf jeder der beiden Aufnahmen abgebildet werden, und
daß unter Verwendung des Auswertegerätes die Bildkoordinaten der sechs Punkte ermittelt, die
Transformationsgieichungen 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 die Bildkoordinaten interessierender Objektpunkte mit Hilfe der Transformationsgleichungen
in die Bezugsebene projeziert und dadurch transformierte Bildpunkte bestimmt werden
und durch Schnitlpunktbildung der beiden Geraden jeweils zwischen dem Projektionszentrum
und dem transformierten Bildpunkt die Raumkoordinaten des interessierenden Objektpunktes festgestellt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Genauigkeit der
Bestimmung der Unibekannten in den Transformationsgleichungen eine Bezugsebene mit mehr als vier
Punkten, vorzugsweise sechzehn Punkten, in das zu messende räumliche Objekt eingebracht wird.
3. 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 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu
Kontrollzwecken mehr als zwei Aufnahmen mit verschiedenen räumlichen Positionen der Projektionszentren
durchgeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunktbildung der beiden
Geraden zunächst in der Bezugsebene durchgeführt bo 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.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 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
(F ig-2).
7. Verfahren nach Anspruch 1, 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 (F i g. 3).
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, 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) beträgt, wobei die Koordinaten der sechs Punkte zueinander
bekannt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Ebene angeordneten
Raumpunkte verschiedene Fußpunkte aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Ebene
angeordneten Raumpunkte einen gemeinsamen Fußpunkt aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Punkte in der Ebene
des Rahmens in Form eines Rechtecks, insbesondere Quadrates, angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßpunktsystem mobil
ausgebildet ist.
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