DE2631226C3

DE2631226C3 -

Info

Publication number: DE2631226C3
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: 1980-02-14
Also published as: GB1584405A; FR2358639A1; DE2631226A1; FR2358639B3; US4175328A; DE2631226B2

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

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 Ri^x 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

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 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.