DE2631226B2 - - Google Patents
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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
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 /?rvund /?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 ZR 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
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 (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 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.
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