DE2631226B2

DE2631226B2 -

Info

Publication number: DE2631226B2
Application number: DE2631226A
Authority: DE
Inventors: Helmut Prof. Dipl.-Ing. Dr. 3406 Bovenden Kellner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1976-07-12
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2631226A1; FR2358639A1; DE2631226C3; GB1584405A; FR2358639B3; US4175328A

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung photographischer für die piiotogrammetrische 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 Projektionszentrums 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 sie 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 werden. Dies bedeutet, daß von jeder Kamera die Kammerkonstante c, die nur ungefähr der Brennweite entspricht, der Bildhauptpi-nkt 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 Büdpunkte 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 Verfugung 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 einer 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.

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 O auf die Bildebene E,

b) die Kammerkonstante q 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 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 Ausnahme.

Die Lage eines Aufnahmestrahlenbündels im Raum wird durch die Parameter der »äußeren Orientierung« in ihrer Beziehung zu einem übergeordneten Raumkoordinatensystem (Bezugssystem) x,y, ζ testgelegt.

Die sech;. Elemente der »äußeren Orientierung« sind:

Xo, Vo, Zo: Raumkoordinaten des Projektionszentrums

O im Bezugssystem
κ, φ, ω: Orientierungswinkel zur Festlegung der

Aufnahmerichtung OH' im Raum und der

Orientierung des Bildkoordinatensystems

j) 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 Luftbildentzerrung flachen Geländes findet z. B. dieses Verfahren praktische Anwendung. Da bei der Anwendung auf Unfallaufnah-

4-, men 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

ίο 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):

Y = (/ι,.ν ' + b₂y ' + h₃)/{ci .ν⁺ + c₂y ' + I).

W) Es bedeuten:

χ⁺,y⁺: die Bildkoordinaten

X< Y- die Objektkoordinaten in der Natur

U] ... t>2...es: die acht Unbekannten

h-i 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-

mern 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 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 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 erfir.dungsgemäß 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 -wei 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 koliinearen 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 Transformatiorisgleichungen 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 dei beiden Projektionszentren wird eine Bezugsebene mi mehr als zwei Raumpunkten in das zu messende räumliche Objekt eingebracht.

Zu Kontrollzwecken können mehr als zwei Aufnah men mit verschiedenen räumlichen Positionen de Projektionszentren durchgeführt werden.

Bei der Auswertung kann die Schnittpunktbildung de beiden Geraden zunächst in der Bezugsebene durchge

ίο führt und die beiden Geraden in der Bezugsebenc jeweils zwischen dem Fußpunkt des Projektionszen triims und dem transformierten Bildpunkt zum Schnit gebracht und damit die Lagekoordinaten des interessie renden Objektpunktes und entsprechend dem Strecken verhältnis die Höhe des interessierenden Objektpunkte: über der Bezugsebene festgestellt werden.

Die einzelnen Verfahrensschritte sind aufeinande abgestimmt und verknüpfen in vorteilhafter Weise di< Einbildmessung mit der Zweibildmessung, wobei jedocl je nach Aufnahmesituation die Aufnahmebasis fre gewählt werden kann. Bei jeder einzelnen Aufnahmt bildet ja die Bezugsebene und die Bildebene tatsächlicl zwei ebene Flächen, so daß durch die vier Punkte ii einer Ebene des räumlichen Objektes und die entspre chenden vier Bildpunkte die kollineare Verwandschaf festgelegt ist und damit die Unbekannten der Transfor mationsgleichungen bestimmt werden können. Da abe der tatsächlich photographierte Objektraum nur in seh unvollkommener Weise als Ebene betrachtet werdet kann, wird es erforderlich, die räumliche Lage voi Punkten im Objektraum mit hinreichender Genauigkei bestimmen zu können, die außerhalb der durch die vie Punkte definierten Bezugsebene liegen. Hieraus ei wächst die Notwendigkeit, zwei Aufnahmen mi

j5 verschiedener Lage der Projektionszentren zu erstellen so daß hier der allgemeine Fall der Zweibildmessun; Anwendung findet, ohne daß es auf eine bestimmt« Basis oder sonstige Bedingung des Strahlengange: ankäme. Wesentlich ist nur, daß jedenfalls in beider Aufnahmen mindestens vier Punkte der Bezugsebem (sowie mindestens zwei Raumpunkte) abgebilde werden. Mindestens zwei Raumpunkte außerhalb de Bezugsebene sind erforderlich für die Bestimmung de räumlichen Lage des Projektionszentrums, und zwa jeweils für das jeweilige Projektionszentrum de jeweiligen Aufnahme. Die Raumkoordinaten jede; Projektionszentrums lassen sich eindeutig bestimmen wenn wenigstens von einem Raumpunkt außerhalb de Bezugsebene die Lagekoordinaten und von einen weiteren Raumpunkt außerhalb der Bezugsebene di« Raumkoordinaten bekannt sind. Im allgemeinen sine selbstverständlich die Raumkoordinaten von beider dieser Raumpunkte oder von noch mehreren Raum punkten bekannt. Wesentlich ist dabei, daß di«

D 1.1· · I~ Π 1 4 UnK — C

Kuurnpurücte keinen gemeinsamer! · uupunkt naoen. t: ist aber auch möglich, mit zwei Raumpunkten außerhall der Bezugsebene zu arbeiten, die einen gemeinsamei Fußpunkt besitzen; dann müssen jedoch die Raumkoor dinaten beider Raumpunkte bekannt sein.

Zur Bestimmung der räumlichen Lage eines Projek tionszentrums wird eine Schnittpunktbildung in de Bezugsebene zwischen den Geraden durch die transfor mierten Bildpunkte und die Fußpur.kte der Raumpunkt« durchgeführt; entsprechend dem Streckenverhäitni:

wird die Höhe des Projektionszentrums über de Bezugsebene festgestellt. Zur Bestimmung der räumli chen Lage eines Projektionszentrums bei Verwendunj zweier Raumpunkte außerhalb der Bezugsebene mi

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 Projektionszentrums,

Fig.3 die perspektivische Darstellung der räumiichen Gesetzmäßigkeiten bei der Bestimmung eines Projektionszentrums in einer weiteren Ausführungsform,

F i 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 A, B, C, D liefert eine Projektion auf die Bezugsebene. Es entsteht somit der Punkt F, nämlich als Schnittpunkt einer Raumgeraden durch das Projektionszentrum O mit seinen Raumkoordinaten AO. Vo, 2b und dem Raumpunkt

ίο P mit seinen Raumkoordinaten X, Y, Z mit der Bezugsebene. Die Lage dieses Durchstoßpunktes Pin der Bezugsebene wird durch die Transformationsgleichungen aus seiner Abbildung P" in der Aufnahme bestimmt. Die Raumpunkte P(Zbeliebig) und Qliefern die Punkte P', Pund Q''und ζ)und somit je eine Gerade g\, g2 in der Bezugscbcnc. Der Schnittpunkt dieser Geraden ergibt den Grundriß O'mit den Lagekoordinaten ΛΌ, Vb des Projektionszentrums O. Die Höhe Zb 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 O₂ der Aufnahme 2 ermittelt.

Die Ermittlung eines Projektionszentraum O kann auch dadurch erfolgen, daß nicht zwei Punkte P und Q mit unterschiedlichen Fußpunkten P' und Q' (F i g. 2) Verwendung findet, sondern die beiden Punkte Mund N gemäß Fig. 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 NN Auch hier gilt selbstverständlich die in F i g. 3 angegebene Formel.

Die Bestimmung der Raumkoordinaten eines interessierenden Objektpunktes R ist schematisch in Fig.4 wiedergegeben. Die Projektionszentren 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^vund /?2-^vdesObjektpunkies /? liefern je einen transformierten Bildpunkt durch die Anwendung der Transformationsgleichungen (1) auf die Bezugsebene. Es sind dieses die Durchstoßpunkte R\ und R\. 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 R₂. Die noch fehlende Höhe Z_R des Objektpunktes R kann aus einer der beiden in F i g. 4 wiedergegebenen Formeln entsprechend den gegebenen geometrischen Beziehungen errechnet werden, wobei die jeweils andere Formel zu Kontrollzwecken benutzt werden kann.

Es ist aber auch möglich, durch eine direkte Schnittpuriktbildung den Objektpunkt R zu ermitteln. Dabei werden die Geraden O\ R^ und O₂ 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, C, D jeweils reproduzierbar aufspannen zu können. Neben den hier genannten Paßpunkten sind eine Reihe weiterer Paßpunkte F vorgesehen. Insgesamt zeigt der Rahmen gemäß F i g. 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 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, DaIs Horizontalebene einrichten zu können.

F i g. 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 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 Komparator 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

ίο 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 Komparator 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

Patentansprüche:

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 ι ο 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 Transformationsgleichungen der kollinearen Transformation der vier Bildpunkte des Vierecks auf die jo 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 r> 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.

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.

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 I 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 t>o 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 der; 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 II, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßpunktsystem mobil ausgebildet ist.