RU2644996C2 - Method of estimating accuracy of geometric terrain model at its automatic construction - Google Patents

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: as a criterion for estimating the accuracy, the value of the angle formed by two normals to the basal plane constructed on the same points is used, and it is calculated from the coordinates of the same points, the rotation matrices, and the coordinates of the projection basis. As a result, the speed of carrying out the method for estimating the accuracy of the geometric terrain model is increased.

EFFECT: increasing the speed due to reduction of computing operations.

1 dwg

Description

Способ относится к фотограмметрии, в частности к построению геометрической модели местности по цифровым снимкам в автоматическом режиме.The method relates to photogrammetry, in particular to the construction of a geometric terrain model from digital images in automatic mode.

Известен способ оценки точности построения геометрической модели местности по стереопаре снимков, который выполняется с использованием остаточных поперечных параллаксов [1, 2]. При построении модели местности на универсальных фотограмметрических приборах остаточный поперечный параллакс оценивается визуально. Оценка точности построения геометрической модели местности по остаточным поперечным параллаксам производится также и в цифровых технологиях, например в ЦФС PHOTOMOD. Недостатком данного способа в цифровых технологиях является необходимость вычислять трансформированные ординаты точек снимков, по которым, как разность ординат одноименных точек, определяется остаточный поперечный параллакс. Также к недостаткам этого способа следует отнести то, что оценка точности модели выполняется только по одной координате, так как остаточный поперечный параллакс вычисляется только по трансформированным ординатам. Предлагаемый способе свободен от этих недостатков. Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в качестве критерия оценки точности геометрической модели местности используется угол между двумя нормалями к базисной плоскости, построенными на одноименных точках.A known method for assessing the accuracy of constructing a geometric terrain model from a stereo pair of images, which is performed using residual transverse parallaxes [1, 2]. When constructing a terrain model using universal photogrammetric instruments, the residual transverse parallax is visually evaluated. The accuracy of constructing a geometric terrain model using residual transverse parallaxes is also evaluated in digital technologies, for example, in DSP PHOTOMOD. The disadvantage of this method in digital technologies is the need to calculate the transformed ordinates of the image points, according to which, as the difference of the ordinates of the same points, the residual transverse parallax is determined. The disadvantages of this method include the fact that the accuracy of the model is evaluated only on one coordinate, since the residual transverse parallax is calculated only on the transformed ordinates. The proposed method is free from these disadvantages. The essence of the proposed method consists in the fact that the angle between two normals to the basal plane, built on the same points, is used as a criterion for assessing the accuracy of the geometric terrain model.

Из определения геометрической модели местности следует, что она является совокупностью точек пересечения одноименных проектирующих лучей, для чего они должны находиться в одной базисной плоскости. Каждая базисная плоскость образуется базисом и двумя одноименными проектирующими лучами (фигура 1). Направления проектирующих лучей на снимках стереопары задаются векторами m₁ (x₁,y₁,z₁(-ƒ)) и m₂ (x₂,y₂,z₂(-ƒ)), а направление базиса фотографирования В (b_x,b_y,b_z). Таким образом, модель будет построена, если все три вектора компланарны. Отступление от компланарности указанных векторов позволит судить о точности построения геометрической модели местности в каждой ее точке.From the definition of the geometric model of the terrain, it follows that it is a set of intersection points of the same projecting rays, for which they must be in the same basal plane. Each basal plane is formed by a basis and two projecting beams of the same name (figure 1). The directions of the projecting rays in the stereo pair images are given by the vectors m ₁ (x ₁ , y ₁ , z ₁ (-ƒ)) and m ₂ (x ₂ , y ₂ , z ₂ (-ƒ)), and the direction of the photographing basis is B (b _x , b _y , b _z ). Thus, a model will be constructed if all three vectors are coplanar. Deviation from the coplanarity of these vectors will allow us to judge the accuracy of constructing a geometric terrain model at each of its points.

Степень некомпланарности векторов В, m₁, m₂ оценивают по значению угла

:The degree of non-coplanarity of vectors B, m ₁ , m _{2 is} estimated by the value of the angle

:

Здесь вектор нормали N₁=bR₁m₁ к базисной плоскости и вектор нормали N₂=bR₂m₂ к той же базисной плоскости, при этом R₁ и R₂ матриц поворота первого и второго снимков, a b - кососимметрическая матрица, определяемая как

. При этом длина базиса фотографирования значения не имеет, а для первой системы элементов взаимного ориентирования в матрице b остаются только составляющие базиса по оси х.Here the normal vector N ₁ = bR ₁ m ₁ to the basal plane and the normal vector N ₂ = bR ₂ m ₂ to the same basal plane, with R ₁ and R ₂ of the rotation matrixes of the first and second shots, ab is a skew-symmetric matrix defined as

. The length of the basis for photographing does not matter, and for the first system of elements of relative orientation in the matrix b, only the components of the basis remain along the x axis.

Таким образом, для оценки точности построения геометрической модели местности предлагается новый критерий, геометрический смысл которого отличен от остаточного поперечного параллакса, а его определение выполняется проще.Thus, to evaluate the accuracy of constructing a geometric model of the terrain, a new criterion is proposed, the geometric meaning of which is different from the residual transverse parallax, and its determination is simpler.

В качестве параметра для определения допустимого отклонения угла α от нулевого значения предлагается вычислять среднее квадратическое значение tgα, а конкретное значение допуска устанавливать в зависимости от масштаба и качества снимков и от точности измерения координат их точек.As a parameter for determining the permissible deviation of the angle α from the zero value, it is proposed to calculate the root mean square value tgα, and set the specific tolerance value depending on the scale and quality of the images and on the accuracy of measuring the coordinates of their points.

ЛитератураLiterature

1. Лобанов А.Н. Фотограмметрия. - М.: Недра, 1984. - 550 с.1. Lobanov A.N. Photogrammetry. - M .: Nedra, 1984. - 550 p.

2. Хрущ P.M. Фотограмметрия, - СПб.: Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, 2011. - 542 с.2. Khrushchev P.M. Photogrammetry, - SPb .: Military Space Academy named after A.F. Mozhaysky, 2011 .-- 542 p.

Claims (1)

Способ оценки точности построения геометрической модели местности по цифровым снимкам стереопары, заключающийся в измерении координат одноименных точек и отличающийся тем, что в качестве критерия оценки точности используют значение угла, образуемого двумя нормалями к базисной плоскости, построенными на одноименных точках, а вычисляют его по координатам одноименных точек, матрицам вращения и координатам базиса проектирования.A method for assessing the accuracy of constructing a geometric terrain model from digital images of a stereo pair, which consists in measuring the coordinates of the points of the same name and characterized in that the angle value formed by two normals to the basal plane built on the same points is used as a criterion for assessing accuracy, and it is calculated by the coordinates of the same name points, rotation matrices and coordinates of the design basis.

Images