Panorama-Photogrammetrie zur 3D-Objekterfassung

Transkript

1 Volesung Photogammetie III zu 3D-Objektefassung Gliedeung I II III Digitale Panoamakamea

2 I I III Was heißt Panoama? Pan bedeutet alle, impliziet die Gemeinschaft, gemeinsame Beziehung ode Betachtung Panoama: 1. ungebochene Ansicht eines ganzen umliegenden Beeichs. 2. umfassende Dastellung; Übesicht. 3. Ein Bild ode Seien von Bilden, die eine fotlaufende Szene dastellen.

3 I III Als Webebilde im Intenet füf Touismusvebände Gemeinden Hotels Gastonomie Übesichtsbild in de Achitektu Postkaten, Übesichtskaten, Pospekte Hobbyphotogaphie Messbilde in de Photogammetie I III Aten von Aufnahmegeometien: Panoamageometien Abbildung auf eine Ebene entalpojektion Abbildung auf einen ylinde Sphäische Abbildungen

4 I III Luftbildphotogammetie militäische Ekundungsflüge Aufnahme von Mond- und Planetenobeflächen teestische Anwendungen: Landschaften, Innenäume, Plätze, lange Fassaden Voteile: vollständige Objektefassung mit wenigen Aufnahmen hohe Auflösungen möglich vgl. Flächensensoen I III Scantechnik analog Def.: eilenweise Abbildung auf einen ylindemantel

5 I III 36 -Scantechnik analog Seitz Schweiz Noblex Po 15 Desden Hoizon 22 GUS I III 36 -Scantechnik digital Digital Panoamic Camea EyeScan M3 Hestelle: KST Kamea & System Technik

6 I III 36 -Scantechnik digital I III 36 -Scantechnik digital Voteile hohe Auflösung digital ein homogenes Bild feste Geometie Belichtungsangleichung bei Gegenlicht möglichm Nachteile Spezialkamea efodelich Keine Aufnahmen von bewegten Objekten möglichm

7 I III Spiegeltechnik Definition: Aufnahmen die übe eine eflektieende Obefläche auf einen Senso pojiziet weden. -36 Panoamic Optic I III Realisieung: sphäische Spiegel paabolische Spiegel hypebolische Spiegel elliptische Spiegel konische Spiegel

8 I III Panoama vom Mount Eveest im Gasomete Leipzig das gößte Panoama de Welt von adega Asisi Infomationen: I III Spiegeltechnik Voteile : Keine Spezialkamea nötign Echtzeitaufnahmen Nachteile : Oft schwieige Geometie Geinge Auflösung Schlechte Belichtungsmöglichkeiten glichkeiten nu eine Einstellung möglich m

9 I III Fisheye-Panoamen I III Panoamakamea Fisheyeobjektiv

10 I III Panoamen aus Einzelbilden Stitching Pojektion auf ylinde ode Kugel Stitching automatisch/manuell Radiometische Übeblendung uschnitt des Panoamas I III Stitching Softwae The Panoama Factoy Canon Photostitch Panotools von Helmut Desch auch als Plug-In fü f Photoshop QuicktimeVR Apple PhotoVista MGI Voteile Flexible Bildestellung Kein Stativ efodelich Keine Spezialkamea efodelich Nachteile Keine homogene Geometie

11 I III Panoamafilm Panoamafilme 36 x27 x27 Fima IMC Immesive Media Cop USA Potland, Oegon

12 Digitale Panoamakamea I III EESCAN M3 Kamea & System Technik GmbH Digitale Panoamakamea I III Lightning Optical fibe Camea head Image data Moto Light souce 18 W Tuntable Rotation axis Moto contol

13 Digitale Panoamakamea I III Panoamawinkel Integationszeit Anfangsichtung Name und Speicheot de Bilddatei Objektiv Fokusstufe Blende Digitale Panoamakamea I III EESCAN M3d metic Objektiv 28 mm 35 mm 45 mm 6 mm 1 mm 18 mm Bildfomat MPixel 3 MPixel 4 MPixel 55 MPixel 9 MPixel 1.6 GPixel Vetikale Öffungswinkel Datenvolumen 36, 48 Bit 1.4 GB 1.7 GB 2.3 GB 3.1 GB 5.1 GB 9.9 GB Aufnahmedaue 36, 5 ms /Bildspalte 2 min 2.4 min 3.1 min 4.1 min 6.9 min 12.4 min

14 Digitale Panoamakamea I III Digitale Panoamakamea I III

15 Digitale Panoamakamea I III Digitale Panoamakamea I III Poblem: Beleuchtung Schloss Weima - Schillezimme Schloss Goseck bei Naumbug

16 Digitale Panoamakamea I III Aufnahmedaue Bilddateigöße Beabeitungszeiten Digitale Panoamakamea I III Vo- und Nachteile gegenübe Kameas mit Flächensensoen hohes Auflösungspotenzial zu vegleichba geingen Kosten Öffnungswinkel hoizontal unbegenzt wenige Aufnahmen, v.a. in Innenäumen Aufnahmedaue Beleuchtung Stomvesogung

17 III Mathematische Gundlagen Gundmodell entalpespektive dy c y y dx c x x = = Kollineaitätsgleichungen: I III

18 gemessen gegeben unbekannt dy c y y dx c x x = = Kollineaitätsgleichungen: Räumliche Rückwätsschnitt Mathematische Gundlagen I III gemessen unbekannt gegeben dy c y y dx c x x = = Kollineaitätsgleichungen: Räumliche Vowätsschnitt Mathematische Gundlagen I III

19 I III Mathematische Gundlagen Bündelblockausgleichung gemessen unbekannt Kollineaitätsgleichungen: x = x c dx y = y c dy I III Object coodinates,, Catesian camea system x, y, z Cylindical camea system, ξ, z Pixel coodinates m, n

20 I III Object coodinates,, Catesian camea system x, y, z Cylindical camea system, ξ, z Pixel coodinates m, n 1= R xy ξ m = actan dm Ah x Ah N cos c ξz η n = x = dn 2 R cosξ sin 2 ξ 2 A x y A v v x = z R sinξ η with: x = 11 y = ξ ξ N η η z = m = n = A h A v I III Aicon-ielmake 1 mm ielmake, uncodiet 2 mm Kalibieaum - 23 ielmaken - Messung: photogammetisch - Standadabweichung:,5 1 mm

21 I III Paamete σ [Pixel] Exteio Oientation Inteio Oientation,,, ω, φ, κ c k, η Eccenticity of the pojection cente e 1 Rotation axis P O O 5.63 dn e 1 I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e Non-paallelism of the CCD line γ 1 γ

22 I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e 1, γ Non-paallelism of the CCD line γ 2 γ I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e 1, γ 1, γ Radial-symmetic lens distotion A 1, A 2 η dη.6 ξ η

23 I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e 1, γ 1, γ 2, A 1, A Hoizontal Resolution A h A h A h Angle [ ] = Column [ Pixel] adjusts affinity.45 I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e 1, γ 1, γ 2, A 1, A 2, A h Deviations of the tuntable concenticity ξ ξ ξ dξ = S1 sin2ξ S2 S3 sin4ξ S4

24 I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes Othe Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e 1, γ 1, γ 2, A 1, A 2, A h, S i e.g. deviations fom a plana movement: dη = T1 sint2ξ T3.24 e.g. bending of the CCD line I III Paamete σ [Pixel] Ext./Int. Oientation Additional Paametes,,, ω, φ, κ, c k, η e 1, γ 1, γ 2, A 1, A 2, A h, S i, Pecision in object space [mm] Distance fom the camea [m] focal distance: 35 mm 1 : 42

25 I III Panoama - Bündelblockausgleichung Pinzip de Panoama-3D- Auswetung I III Aicon-Testaum m³: Fee netwok adjustment σˆ.22 pixel σ.33 mm σ.27 mm σ.15 mm

26 I III Panoamas: 5 Passpunkte: 12 Objektpunkte: 35 Mittlee Abweichung: =.58 mm =.44 mm =.36 mm Panoama - Bündelblockausgleichung Objektpunkte: Koodinaten Bilde: Äuß.Oient. Kamea: Inn.Oi us. Paam. v = A dx l l = L v T P v L Minimum 1. Panoama 2. Panoama T dx = A P A 1 T A P l 3. Panoama Poblem: Rangdefekt Lösung: minimales Datum 6 Koodinateninfos, 1 Maßstab 4. Panoama 5. Panoama

27 N=A T A Objektpunkte: Koodinaten Bilde: Äuß.Oient. Kamea: Inn.Oi us. Paam Punkt Panoama 2. Panoama 3. Panoama 4. Panoama 5. Panoama I III Feie Ausgleichung: Lageung des Netzes: nicht auf ein minimales Datum, sonden auf Näheungskoodinaten de Neupunkte dx = A dx A = k T T P A P A B 1 T B A 1 T A T P l P l B = ω ϕ κ m Anzahl Unbekannte : : : : : Anzahl Unbekannte wl-datei: minimales Datum wl-datei: feie Ausgleichung

28 I III Kenliniengeometie Suche homologe Bildpunkte O b 1 O 2 K P 1 P 2 P P 1 K I III Tangentialpojektion 9 Panoamaausschnitt entalpespektive

29 I III Digitale Entzeung Fassadenplan fü Achitektu Auflösung: ca. 8 8 pixel 64 MPixel I III Tangentialpojektion

30 I III Steeoauswetung b 1 b 2 I III Fassade Fassade

31 I III Vetikalaufnahmen Hoizontale Rotationsachse fokus GmbH Leipzig Deckengewölbe Stadtto eitz fokus GmbH Leipzig Tum in Delitzsch I III Anwendungsbeispiel: Sichtfeldpüfung

32 I III Sichtfeldpüfung I III Sichtfeldpüfung

33 I III Coutyad within the campus of Desden Univesity Dimensions: m³ I III Textu-Pojektion in ein 3D-Modell

34 I III ebaut von Pöppelmann Pefektestes Beispiel des späten Baock in Deutschland I III Objektgeometie aus Lasescannedaten altenativ: Bündelblockausgleichung mit Panoamen Pojektion von Textu aus Panoamen ca. 4 Ebenen 3D Bildpläne

35 I III Vielen Dank fü Ihe Aufmeksamkeit! Kontakt: