Способ калибровки изображений стереофотограмметрической системы

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для определения элементов внутреннего ориентирования, дисторсии и элементов взаимного ориентирования при калибровке снимков стереофотограмметрических систем. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения ошибок определения элементов взаимного ориентирования. Согласно изобретению на измеренном расстоянии друг от друга устанавливают две камеры 1 и 2 с объективами перед плоским тест-объектом 3 с равномерным расположением на нем контрольных точек, выбирают две контрольные точки с расстоянием между ними, равным расстоянию между камерами 1 и 2, размещают в этих контрольных точках перпендикулярно плоскости тест-объекта 3 стержневые марки А и 5. совмещают узловые точки объективов камер 1 и 2 с соответствующими продольными осями стержневых марок 4 и 5, регистрируют камерами 1 и 2 контрольные точки тест-объекта 3, измеряют их координаты, и обрабатывают результаты измерений. 3 илг Ё О СА Ю Ч| О Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И С ТИЧЕ CKMX

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 С 11/00

ГОСУДАРСТВЕНЧЫИ KOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР " с.., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4619232/10 (22) 10.10.88 (46) 07.01.92. Бюл. hk 1 (72) Л.Д.Бурьянова, В.А.Гоголев, Л.Е.Горша, Б.Г.Мудла, А.К,Беляев и В.И.Гриценко (53) 528. 77(088.8) (56) Дубиновский В.Б. Калибровка снимков, M.: Кедра. 1982, с. 196 . (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для определения элементов внутреннего ориентирования, дисторсии и элементов взаимного ориентирования при калибровке снимков стереофотограмметрических систем. Целью изобретения является,, Я2, 1703972 А1 повышение точности эа счет уменьшения ошибок определения элементов взаимного ориентирования. Согласно изобретению на измеренном расстоянии друг от друга устанавливают две камеры 1 и 2 с объективами перед плоским тест-объектом 3 с равномерным расположением на нем контрольных точек, выбирают две контрольные точки с расстоянием между ними, равным расстоянию между камерами 1 и 2, размещают в этих контрольных точках перпендикулярно плоскости тест-объекта 3 стержневые марки

4 и 5, совмещают узловые точки объективов камер 1 и 2 с соответствующими продольными осями стержневых марок 4 и 5, регистрируют камерами 1 и 2 контрольные точки тест-объекта 3, измеряют их координаты и обрабатывают результаты измерений, 3 ил-.

1703972 н, L

15

Лxi = хуi — х, ЛУ1 = ió! У!

Ь Х1 - Х yi - Х 1 .

1 Уl 1, „1 уl уl

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для определения элементов внутреннего ориентирования, дисторсии и элементов взаимного ориентирования при калибровке снимков стереофотограмметрических систем.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения ошибок определения элементов взаимного ориентирования, На фиг, 1 изображена схема устройства; на фиг, 2 — изображения, зарегистрированные измерительной системой тест-объекта с контрольными точками; на фиг. 3 — схема ориентирования камер стереофотограмметрической системы.

Устройство состоит из стереофотЬграмметрической системы, состоящей из двух регистрирующих камер: левой 1 и правой 2, тест-объекта 3 с прямоугольной сеткой контрольных точек: контрольные точки находятся на одинаковом расстоянии L друг от друга, К двум из точек а и b крепятся основания двух стержневых марок 4 и 5 произвольной длины, которые перпендикулярны к плоскости тест-объекта и взаимно параллельны. Расстояние между точками а и b (с и d) равно базису регистрации В. Контрольные точки расположены равномерно íà параллельных вертикальных и горизонтальных линиях. Контрольные точки а и Ь находятся на одной горизонтальной линии.

Процесс калибровки производится следующим образом.

Камеры 1 и 2 (фиг. 1) стереофотограмметрической системы устанавливают перед тест-объектом на расстоянии Н.

Н вЂ” расстояние между узловыми точками Sl и Бг (фиг, 3) и соответственно точками а и Ь тест-объекта. Камеры ориентируют, по стержневым маркам 4 и 5 так, чтобы их проекции на плоскости с изображением камер приходились на центральные части наиболее вероятно расположенных истинных главных точек. В этом случае один из проектирующих лучей, близких к оптической оси каждой камеры (01гп — левой камеры и 02п — правой камеры), совпадает с продольной осью стержневой марки. При этом конечные точки стержневых марок а и е для марки 4 и

b u k для марки 5 (фиг. 3) сливались в одну точку на каждом иэображении (точку 0 на левом), изображенную на условных плоскостях изображений Р1(левая камера), Рг (правая камера), параллельных плоскости тест-объекта, Этим обеспечивается размещение узловых точек Sl и Я2 на продольных осях стержневых марок.

Для условных плоскостей изображения выбранные проектирующие лучи 01 а, 02 Ь

1 1 будут главными оптическими осями, а точки

О1 и Oz — истинными главными точками.

1 1

Определяют фокусное расстояние vcловных плоскостей изображений из подобия треугольников О 1$1г и R1Sla, Ог БАМ и

М252Ь по формуле

Определяют поправки к координатам изображений путем вычитания из координат контрольных точек условной сетки координат идентичных контрольных точек прямоугольной сетки тест-объекта:

При измерении координат основного объекта вносят поправки к каждой измеренной точке. Величина поправки для каждой измеренной точки определяется путем интерполяции поправок к координатам близкорасположенных контрольных точек, например, с помощью полинома Лагранжа.

Таким образом, при переводе измеряемых координат из плоскости истинного иэображения в условную AllocKOGTb исключаются искажения, вызванные дисторсией, неточностью определения элементов внутреннего ориентирования, исключаются углы взаимного наклона фотограмметрических систем координат изображений стереофотограмметрической системы относительно базисной системы координат. При этом изображения приводятся к нормальному случаю съемки, когда оптические оси проекций являются параллельными.

Такой принцип ориентирования камер принят в связи с тем, что положение истинной главной точки определить в полевых условиях трудно. Это связано со сложными процессами в специальных лабораториях.

Поэтому за главные точки изображений Pl (левого) и Pz (правого) принимаются условно близкие к истинным главным точкам 01 и Oz (фиг. 3) точки 01 и Ог, Фиксируют камеры стереофотограмметрической системы на жестком основании и регистрируют ими изображения тест-объекта. Считывают координаты контрольной точки с каждого иэображения. При этом началом координат будут точки 010 .

1703972

+(У) -Vi — 1) (2) /

r+r

2 (3) По разности отсчетов абсциссы и ординаты каждой точки определяют расстояние между контрольными точками по горизонтали и по вертикали и определяют их осредненное значение на изображениях обеих камер по формулам

g „(х — х — 1) t (у — у — >) 1 i=1 где 3, l — расстояния между контрольными

1 точками на левом и правом изображениях по горизонтали и вертикали;

n, m — количество контрольных точек на левом и правом изображениях; х, х, у, у — координаты контрольных

l точек на левом и правом изображениях;

1 — номер точки.

На планшете строят условную прямоугольную сетку контрольных точек с расстояниями между контрольными точками асср, Это исключает необходимости решения сложных математических формул, совмещает процессы определения поправок на дисторсию, определения элементов внутреннего и взаимного ориентирования, повышает скорость обработки стереоизображений путсм приведения с)ереоплры изображений к нормальному случаю сьемки.

5 Способ калибровки изображений может быть эффективно применен для использования стереофотограмметрических систем в полевых условиях при наличии быстро меняющихся внешних факторов, воэдейс ву10 ющих на стереофотограмметрическую; )аратуру (температура. вибрация, колебания напряжений питания и т.п.). Повышени суорости обработки позволяет более эффективно использовать стереосистемук для

15 измерения динамических процессов при скоростной стереосьем ке.

Формула изобретения

Способ калибровки изображений стере20 офотограмметрической системы, включающий установку на измеренном расстоянии одна от другой двух камер с объективами перед тест-объектом с равномерным расположением контрольных точек, регистрацию

25 камерами тест-объекта, измерение координат контрольных точек и обработку результатов измерений, о т л и ч à lo шийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения ошибок определения эле30 ментов взаимного ориентирования камер, располагают контрольные точки тест-обьекта в одной плоскостй, из них выбирают две контрольные точки с расстоянием между ними, равным расстоянию между камерами, 35 размещают в этих контрольных точках перпендикулярно плоскости тест-объекта стержневые марки, а при установке камер совмещают узловые точки объективов с продольными осями соответствующих стержне40 вых марок.

1703972

0Г3

Составитель В.Соловьев

Техред М.Моргентал Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор Н,Химчук

Производственно-издательский крмбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 54 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5