Panorama-Photogrammetrie und Laserscanning zur 3D-Objekterfassung
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- Julius Fischer
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1 Vorlesung Photogrammetrie II und Laserscanning zur 3D-Objekterfassung 22. November 24 Vorlesung Photogrammetrie II Gliederung und Laserscanning zur 3D-Objekterfassung
2 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Gliederung I II III IV Laserscanning Demonstration Laserscanner Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24
3 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Arten von Aufnahmegeometrien: Abbildung auf eine Ebene (Zentralprojektion) Abbildung auf einen Zylinder Sphärische Abbildungen Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Luftbildphotogrammetrie (militärische Erkundungsflüge) Aufnahme von Mond- und Planetenoberflächen terrestrische Anwendungen: Landschaften, Innenräume, Plätze, lange Fassaden Vorteile: vollständige Objekterfassung mit wenigen Aufnahmen hohe Auflösungen möglich (vgl. Flächensensoren)
4 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November Scantechnik (analog) Def.: Zeilenweise Abbildung auf einen Zylindermantel Vorlesung Photogrammetrie II 22. November Scantechnik (analog) Seitz (Schweiz) Noblex Pro 15 (Dresden) Horizon 22 (GUS)
5 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November Scantechnik (digital) Digital Panoramic Camera EyeScan M3 Hersteller: KST (Kamera & System Technik) Vorlesung Photogrammetrie II 22. November Scantechnik (digital)
6 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November Scantechnik (digital) Vorteile hohe Auflö Auflösung (digital) ein homogenes Bild (feste Geometrie) Belichtungsangleichung bei Gegenlicht mö möglich Nachteile Spezialkamera erforderlich Keine Aufnahmen von bewegten Objekten mö möglich Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Lightning Optical fiber Image data Camera head Light source (18 W) Motor Turntable Rotation axis Motor control 6
7 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 EYESCAN M3d metric Objektiv 28 mm 35 mm 45 mm 6 mm 1 mm 18 mm Bildformat (36 ) 25 MPixel 3 MPixel 4 MPixel 55 MPixel 9 MPixel 1.6 GPixel Vertikaler Öffungswinkel Datenvolumen (36, 48 Bit) 1.4 GB 1.7 GB 2.3 GB 3.1 GB 5.1 GB 9.9 GB Aufnahmedauer (36, 5 ms /Bildspalte) 2 min 2.4 min 3.1 min 4.1 min 6.9 min 12.4 min Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24
8 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Problem: Beleuchtung Schloss Weimar - Schillerzimmer Schloss Goseck bei Naumburg
9 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Aufnahmedauer Bilddateigröße Bearbeitungszeiten Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Spiegeltechnik Definition: Aufnahmen die über eine reflektierende Oberfläche auf einen Sensor projiziert werden. -36 Panoramic Optic
10 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Panorama vom Mount Everest im Gasometer Leipzig das größte Panorama der Welt von Yadegar Asisi Informationen:
11 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vorteile : Keine Spezialkamera nötign Echtzeitaufnahmen Nachteile : Oft schwierige Geometrie Geringe Auflösung Schlechte Belichtungsmöglichkeiten glichkeiten (nur eine Einstellung möglich) m Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Fisheye-Panoramen
12 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Panoramen aus Einzelbildern (Stitching) Projektion auf Zylinder oder Kugel Stitching automatisch/manuell Radiometrische Überblendung Zuschnitt des Panoramas
13 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Software The Panorama Factory Canon Photostitch Panotools von Helmut Dersch (auch als Plug-In für f r Photoshop) QuicktimeVR (Apple) PhotoVista (MGI) Vorteile Flexible Bilderstellung Kein Stativ erforderlich Keine Spezialkamera erforderlich Nachteile Keine homogene Geometrie Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Panoramafilm Panoramafilme 36 x27 x27 Firma IMC (Immersive( Media Corp) USA Portland, Oregon
14 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Mathematische Grundlagen Grundmodell Zentralperspektive dy Z Z r Y Y r X X r Z Z r Y Y r X X r c y y dx Z Z r Y Y r X X r Z Z r Y Y r X X r c x x = = ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( Kollinearitätsgleichungen:
15 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 m = 1 y ξ arctan + + dm Ah x Ah n = N c z η + + dn A x + y Av v x= r ( X X ) + r ( Y Y ) + r ( Z Z ) 11 y= r ( X X ) + r ( Y Y ) + r ( Z Z ) 12 z = r ( X X ) + r ( Y Y ) + r ( Z Z ) Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Rotation axis P Parameter σ [Pixel] O O Kameraposition 25.2 dn Kameraausrichtung 5.88 γ 1 e 1 27 dη ξ 27 ξ ξ 9 9 Exzentrizität Projektionszentrum Neigung der Sensorzeile Objektivverzeichnung Affinität η Sonstige Parameter.24 (1:42,)
16 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Genauigkeit im Objektraum Precision in object space [mm] focal distance: 35 mm Distance from the camera [m] Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Aicon-Zielmarke ( 1 mm) Zielmarke, uncodiert ( 2 mm) Kalibrierraum - 23 Zielmarken - Messung: photogrammetrisch - Standardabweichung:,5 1 mm
17 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Prinzip der Panorama-3D- Auswertung Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Testraum ( m³): Free network adjustment σˆ.22 pixel σ X.33 mm σ Y.27 mm σ Z.15 mm
18 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Panoramas: 5 Passpunkte: 12 Objektpunkte: 35 Mittlere Abweichung: X =.58 mm Y =.44 mm Z =.36 mm Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Kernliniengeometrie Suche homologer Bildpunkte O b 1 O 2 K P 1 P 2 P P 1 K
19 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Tangentialprojektion 9 Panoramaausschnitt Zentralperspektive Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Digitale Entzerrung Fassadenplan für Architektur Auflösung: ca. 8 8 pixel (64 MPixel)
20 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Stereoauswertung b 1 b 2 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Stereoauswertung
21 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vertikalaufnahmen Horizontale Rotationsachse fokus GmbH Leipzig Deckengewölbe (Stadttor Zeitz) fokus GmbH Leipzig Turm in Delitzsch Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Courtyard within the campus of Dresden University Dimensions: m³
22 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Textur-Projektion in ein 3D-Modell Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 erbaut von Pöppelmann Perfektestes Beispiel des späten Barock in Deutschland
23 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Objektgeometrie aus Bündelblockausgleichung mit Panoramen Projektion von Textur aus Panoramen ca. 4 Ebenen ( 3D Bildpläne ) Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24
24 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner Airborne Laserscanning Terrestrisches Laserscanning
25 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner Terrestrisches Laserscanning Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner
26 Neue Photographische Gesellschaft in Sachsen 23. Oktober 24 Laserscanning I IV Laserscanning V Demonstration Laserscanner Terrestrisches Laserscanning Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner OBJEKT Y X
27 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner
28 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner ca. 6 Millionen 3D-Punkte Punktwolke zusätzlich Aufnahmen mit Digitalkamera Einfärben der Punkte Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner
29 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Laserscanning IV Demonstration Laserscanner Neue Photographische Gesellschaft in Sachsen 22. November 24 V Demonstration Laserscanner
30 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Demonstration Laserscanner IV Demonstration Laserscanner Laserscanner RIEGL LMS-Z42 Messdistanz Messgenauigkeit Messfrequenz Scanbereich Scanauflösung up to 8 m (reflectivity.8), up to 2 m (reflectivity.2) ±7,5 mm 1. Punkte / Sekunde to 8 vertikal to 36 horizontal Max.25 Kamera Nikon D1 Objektiv Auflösung Field-of-view Nikkor 14 mm / x 2 pixels 8 x 58 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Demonstration Laserscanner IV Demonstration Laserscanner Histogramm Punktanzahl Standardabweichung ,5 mm -,3 -,25 -,2 -,15 -,1 -,5,5 class,1,15,2,25,3
31 Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Demonstration Laserscanner IV Demonstration Laserscanner RiScan Vorlesung Photogrammetrie II 22. November 24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt:
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