Способ аналитического ориентирования пары аэроснимков

 

Способ используется в фотограмметрии. Способ позволяет ориентировать пару снимков с учетом приближенных элементов внутреннего ориентирования без предварительной калибровки аппаратуры. Снимки устанавливают в стереокомпараторе и ориентируют на начальных направлениях. При внутреннем ориентировании снимков измерительные марки наводят на главные точки левого и правого снимков, отсчеты на которые используют для приближенного перехода от системы координат прибора в систему координат снимков. Погрешности, вызванные нестрогостью внутреннего ориентирования снимков, учитываются при внешнем ориентировании модели, которые выполняют афинным преобразованием модели объекта. Способ позволяет обрабатывать снимки, полученные неметрическими фотокамерами, а также изображения с переменными элементами внутреннего ориентирования (видеофильмы, цифровые снимки) с погрешностью определения элементов внутреннего ориентирования, превосходящей ошибки измерений на два порядка. 1 табл.

Изобретение относится к области фотограмметрии.

Известен способ ориентирования путем раздельного определения положения каждого из снимков стереопары по опорным точкам [1]. В основе способа лежат проективные соотношения координат точек снимка и местности, что позволяет обрабатывать снимки без использования элементов внутреннего ориентирования.

Недостатки способа проявляются в его технологических свойствах. Для ориентирования каждого из снимков необходимо иметь не менее шести планово-высотных опорных точек. Погрешности измерений часто вызывают несоизмеримо большие ошибки в результатах ориентирования снимков, особенно в условиях равнинной местности.

Наиболее близким к предлагаемому заявлению является способ, включающий в себя внутреннее ориентирование снимков, взаимное ориентирование пары снимков, внешнее ориентирование полученной модели объекта по опорным точкам [2]. В основе способа лежат перспективные соотношения координат точек снимков и местности и поэтапная схема построения модели. Это позволяет использовать для ориентирования как планово-высотные, так и плановые, и высотные опорные точки. Способ позволяет использовать минимальное количество планово-высотных опознаков - три.

К недостаткам способа следует отнести то, что он требует перевода измерений в систему координат левого и правого снимка с учетом точных значений элементов внутреннего ориентирования. Это заставляет выполнять дополнительные измерения калибровочных меток и тщательную предварительную обработку измерений. В результате существенно возрастают объемы измерений. При обработке изображений, полученных неметрическими камерами, способ требует предварительного высокоточного определения элементов внутреннего ориентирования снимков и нанесения калибровочных меток в фокальной плоскости съемочной камеры. Способ практически неприменим для целей обработки изображений с переменными параметрами внутреннего ориентирования, таких как видеофильмы и цифровые кадры.

Задачей изобретения является: - уменьшение объема дополнительных измерений и упрощение предварительной обработки измерений с сохранением точности прототипа при ориентировании снимков стандартной аэрофотосъемки; - обеспечение обработки снимков, полученных неметрическими камерами без предварительной калибровки аппаратуры; - обеспечение обработки изображений с переменными параметрами внутреннего ориентирования на основе приближенной калибровки аппаратуры.

Поставленная задача решается путем приближенного внутреннего ориентирования снимков, взаимного ориентирования и афинного внешнего ориентирования полученной модели объекта.

Для внутреннего ориентирования на снимках намечают положение главной точки с погрешностью 1-2 мм. Снимки устанавливают на стереокомпараторе и ориентируют по начальным направлениям. Измерительные марки наводят на главные точки левого и правого снимков. Отсчеты на главные точки используют для приближенного перехода от системы координат прибора в систему координат снимка по формулам x = Ox - MOx; y = Oy - MOy; x' = xi - Op + MOp; (1) y' = yi - Oq + MOq, где x, y, x', y' - координаты точек в системе левого и правого снимков; MOx, MOy, MOp, MOq - координаты и параллаксы главной точки снимков в системе координат прибора;
Ox, Oy, Op, Oq - координаты и параллаксы точек стереопары в системе координат прибора.

Взаимное ориентирование выполняют под условием компланарности соответствующих проектирующих лучей:

Погрешности элементов внутреннего ориентирования вызывают изменения в структуре уравнения (2)
. (3)
Члены, заключенные в скобки, выражают поправки перспективного характера за несовпадение начала координат с главной точкой снимка. Они вызывают дополнительные наклоны и развороты снимков. Остаточные члены -xy, 2y,xy- являются постоянными величинами для данной стереопары и не мешают устранению поперечных параллаксов ориентирующих точек. В результате строится преобразованная модель с преимущественно афинными искажениями. Величины искажений неафинного характера определяются остаточными членами и зависят от погрешностей совмещения начала системы координат снимка с главной точкой и величин взаимных углов наклона.

Афинным внешним ориентированием совмещают систему координат модели с системой координат местности и одновременно устраняют суммарные погрешности, вызванные ошибками внутреннего ориентирования и деформацией снимков. Определение элементов афинного преобразования и последующее перевычисление координат выполняют по формулам
Xg = a1 X + a2 Y + a3 Z + a4;
Yg = b1 X + b2 Y + b3 Z + b4; (4)
Zg = c1 X + c2 Y + c3 Z + c4,
где X, Y, Z - координаты точек в системе координат модели;
Xg, Yg, Zg - координаты точек в системе местности;
a1, a2, a3, a4, b1, b2, b3, b4, c1, c2, c3, c4 - элементы афинного внешнего ориентирования.

Оценка способа выполнена на макетных и реальных снимках.

Макетные снимки построены аналитически и соответствуют масштабу 1:10000. В элементы внутреннего ориентирования введены ошибки. Расхождения истинных координат точек на местности и вычисленных в результате ориентирования снимков даны в таблице.

Методические погрешности координат точек, выраженные в масштабе снимка, не превышают ошибок измерения координат на приборе.

Опытно-производстенная проверка способа выполнена по снимкам застроенной территории масштаба 1:7500. Предварительно на местности была выполнена съемка с помощью электронного тахеометра. Повторная съемка произведена по снимкам с помощью стереокомпаратора. Третий вариант съемки выполнен по снимкам с помощью аналитического прибора по методике, аналогичной прототипу. Для сравнения использовано 120 контрольных точек. Средние квадратические расхождения плановых координат, полученные из фотограмметрических и наземных определений, составили 0,25 м как в прототипе, так и в предлагаемом способе.

Способ может быть использован при разработке автоматизированного стереофотограмметрического комплекса на базе стереокомпаратора и ПЭВМ, а также при создании программного обеспечения цифровых фотограмметрических комплексов, предназначенных для создания цифровых карт по материалам наземных и воздушных съемок. На основе способа возможна обработка материалов обзорной аэросъемки, полученных неметрической камерой без предварительной калибровки снимков, а также изображения с переменными элементами внутреннего ориентирования (видеофильмы, цифровые кадры) с учетом параметров приближенной калибровки аппаратуры, погрешности которых могут на два порядка превосходить ошибки измерений.

Используемые источники
1. Буров М.И., Нефедов В.И., Трунин Ю.М., Алешников Э.Ф. К вопросу обработки стереопары проективно преобразованных снимков с неизвестными центрами проектирования // Известия вузов / Геодезия и аэросъемка. - 1975. - N 4.- С. 59 - 65.

2. Лобанов А. Н. Фотограмметрия. - М.: Недра. - 1984. - С. 291 - 292 (прототип).


Формула изобретения

Способ ориентирования пары снимков, включающий внутреннее ориентирование снимков, при котором снимки устанавливают в стереокомпаратор и ориентируют по начальным направлениям, взаимное ориентирование снимков и внешнее ориентирование полученной модели объекта, отличающийся тем, что при внутреннем ориентировании снимков измерительные марки наводят на главные точки левого и правого снимков, отсчеты на которые используют для приближенного перехода от системы координат прибора в систему координат снимков, а внешнее ориентирование выполняют аффинным преобразователем модели объекта.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фотограмметрии и может быть использовано при ориентировании пары снимков

Изобретение относится к области фотограмметрии

Изобретение относится к измерительным средствам, обеспечивающим прямолинейность борозд при вспашке земельных участков сельскохозяйственными агрегатами. Техническим результатом является повышение точности измерений. Комплекс измерительный радиотехнический триангуляционный для определения прямолинейности борозд при вспашке земельных участков сельскохозяйственными агрегатами характеризуется тем, что источники радиосигнала устанавливают в местах расположения разметочных вешек в середине каждого загона поля. Антенны для приема этих радиосигналов устанавливают на крыше силового вспашного агрегата. Измерительно-вычислительную часть и следящее устройство устанавливают внутри кабины. Определение прямолинейности борозд при движении вспашного агрегата производят по измерениям через принятые интервалы времени фактических координат нахождения вспашного агрегата в направлении, перпендикулярном направлению движения, и их сравнению с контрольными координатами, устанавливаемыми в начале каждого прогона, исходя из длины прогона и ширины захвата, равной ширине плужного агрегата, и выдачей результатов этих отклонений на контрольную панель с сигнальными лампами. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки изображений. Технический результат – определение реального расстояния на основе изображения без сравнения с эталонным объектом, имеющимся в изображении. Способ определения реального расстояния на основе изображения применим к устройству отображения и включает определение координат первого пиксела, соответствующих изображению, отображаемому на устройстве отображения, и координат второго пиксела, соответствующих изображению; определение расстояния на изображении между координатами первого пиксела и координатами второго пиксела; и определение реального расстояния между координатами первого пиксела и координатами второго пиксела согласно расстоянию на изображении, расстоянию до объекта при его фотографировании и фокусному расстоянию объектива камеры для фотографирования объекта, причем определение расстояния на изображении включает определение расстояния в пикселах между координатами первого пиксела и координатами второго пиксела; определение физического размера пиксела для формирователя сигнала изображения камеры; и определение расстояния на изображении между координатами первого пиксела и координатами второго пиксела согласно расстоянию в пикселах и физическому размеру пиксела. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ аналитического ориентирования пары аэроснимков

Наверх