Modellieren von 3D-CAD Objekten aus Photos - Mehrbildphotogrammetrie
2 Modellbildung
2.1 Systemfestlegung
Am auszumessenden Objekt muß ein lokales Koordinatensystem
definiert werden. Hierzu bestimmt man insgesamt sieben Freiheitsgrade, drei
für die Translationen, drei für die Rotationen und einen für den
Maßstab. Im Bild links sind die drei Punkte zur Festlegung des Systems
markiert. Der untere rechte Punkt erhält per Definition Werte für X,
Y und Z. Dem oberen Punkt kann man den gleichen X- und Y-Wert zuordnen. Z
kennen wir hier nicht.Somit ist die blaue Achse (Z) definiert. Damit das
Koordinatensystem nicht mehr um Z rotieren kann, wird auf der rechten Seite der
Punkt mit Y festgelegt. Damit wären sechs Freiheitsgrade definiert. Als
Maßstab kann der Abstand zwischen den beiden unteren Punkten gemessen
werden.
Punkte, die zur Festlegung des Koordinatensystems dienen, sind
bei der Bildpunktmessung korrespodierender Punkte zu berücksichtigen. Die
Identifizierung der Punkte erfolgt über eine Punktnummer, die
Zugehörigkeit zu einem Foto über die Bezeichnung bzw. Nummer des
Fotos.
2.2 Photogrammetrisches Modell
Ein (photogrammetrisches)
Modell liegt vor, wenn die relativen Positionen zweier Bilder zueinander
bekannt sind.
Jedes Bild hat einen Standpunkt (X,Y,Z) sowie ein
Aufnahmerichtung, eine Neigung und eine Kantung. Kantung ist die Drehung um die
Aufnahmeachse, die i.d.R. klein ist oder aber zur Formatfüllung auch 45
grad betragen kann. Auch der Unterschied zwischen "Portrait" und "Landscape"
wird durch eine Kantung von 90 grad ausgedrückt.
Man definiert
eine rechtes und ein linkes Bild mit entsprechendem Abstand und konvergenter
Aufnahmerichtungen. Der Abstand wird als Basis bezeichnet. Die absolute
Länge der Basis ist noch nicht von Bedeutung. Bei der Modellbildung wird
die relative Position des rechten Bildes zum linken Bild ermittelt. Das sind
fünf Parameter, drei für die Rotation und zwei für die
Translation. Von den korrespondierenden Punkten, die man zur Berechnung
benötigt (etwa 7 - 10) sind im Anschluß an die iterative Bestimmung
der Modellparameter die Modellkoordinaten bekannt.