ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ & ΙΑΚΡΙΒΩΣΗ ΦΩΤΟΓΡΑΜΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ
Φωτογραµµετρικά όργανα Φωτογραφικές Μηχανές Φωτογραµµετρικά Όργανα Απόδοσης Σαρωτές
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Όργανα καταγραφής διευθύνσεων για φωτογραµµετρικές εφαρµογές: Μετρητικές µηχανές Ηµι-µετρητικές µετρητικές µηχανές Μη µετρητικές µηχανές Αρχές λειτουργίας Εσωτερική Γεωµετρία Ακρίβεια απεικόνισης
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΠΗΓΕΣ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ Ασταθής γεωµετρία Θέση πρωτεύοντος σηµείου Ακτινική διαστροφή Μη επιπεδότητα του φιλµ Αποχές από τη ιδανική Κεντρική Προβολή
Αποχές χς από το γεωµετρικό µ µοντέλο Κεντρική Προβολή, c Ο Θέση Ο σε σχέση µε το επίπεδο προβολής (c,, Ευθύγραµµες ακτίνες ( Μηχανή σηµειακής οπής (pinhle camea ; ; ; ; Φωτογραφική Μηχανή
Η γεωµετρία του Φακού ίριδες εξόδου εισόδου εσωτερικό µηχανήςή αντικείµενο διάφραγµα
Το προβολικό κέντρο Α β Α β Οεξ Ο Οεσ Β Β α α Κεντρική Προβολή Φωτογραφική Μηχανή
Ακτινική ιαστροφή... αλλά και εφαπτοµενική
Ακτινική ιαστροφή αρνητική ή µηνοειδής θετική ή πιθοειδής
Ακτινική ιαστροφή Συµµετρική ως προς το πρωτεύον σηµείο Εξ ορισµού µηδενική στο πρωτεύον σηµείο Τοπική διαφοροποίηση Τοπική διαφοροποίηση της κλίµακας απεικόνισης!!
Ακτινική ιαστροφή d i 3 5 = k0 i k1 i k2 i... 3 5 = k 0 k 1 k 2...
Μη επιπεδότητα της φωτοευαίσθητης επιφάνειας σφάλµα φωτοευαίσθητη επιφάνεια εστιακό επίπεδο τάση µηχανική µέθοδος πίεση προσπίπτουσα δέσµη µέθοδος µε αέρα υπερπίεση κενό αέρος
Η µορφή της δέσµης των ακτίνων καθορίζεται από... την απόσταση (c του προβολικού κέντρου (Ο από το εστιακό επίπεδο (αρνητικό τη θέση (, της προβολής (Η του προβολικού κέντρου (Ο σε κάποιο σύστηµα αναφοράς (εικονοσήµατα το µέτρο έ της ακτινικής διαστροφής του φακού (
Εσωτερικός Προσανατολισµός µ Τα στοιχεία αυτά... Η σταθερά (c της µηχανής Οι συντεταγµένες (, του πρωτεύοντος σηµείου (Η και Η τιµές της ακτινικής διαστροφής ( καλούνται στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισµού της φωτογραφικής µηχανής και καθορί- ζουν το µοντέλο εκείνο της Κεντρικής Προβολής, που περιγράφει καλύτερα τη συγκεκριµένη φωτο- γραφική µηχανή
Προσδιορισµός στοιχείων Εσωτερικού Προσανατολισµού Ορισµός Η διακρίβωση ή έλεγχος ή βαθµονόµηση φωτογραφικών φ µηχανών είναι το σύνολο των µετρητικών και υπολογιστικών διαδικασιών που προσδιορίζουν ρ τα στοιχεία του εσωτερικού τους προσανατολισµού Calibatin Καλιµπράρισµα
Βαθµονόµηση µηχανών Σκοπός: Η προσαρµογή του γεωµετρικού µοντέλου της συγκεκριµένης κεντρικής προβολής η οποία περιγράφει κατά τον καλύτερο τρόπο τη γεωµετρία της συγκεκριµένης µηχανής. Στην πράξη: Με την εφαρµογή του µοντέλου της Κεντρικής Προβολής να προσδιοριστούν τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισµού µ της φωτογραφικής φ µηχανής, δηλαδή τα c, ο, ο και Σύγκριση συνόλου διευθύνσεων στο χώρο του αντικειµένου και της απεικόνισης
Βαθµονόµηση µηχανών Η διακρίβωση - βαθµονόµηση ολοκληρώνεται όταν: 1. έχει οριστεί πάνω στο εστιακό επίπεδο του αρνητικού (προβολής ένα ικανοποιητικό σηµείο αναφοράς, δηλαδή ένα σηµείο αρχής των συντεταγµένων. Αυτό τις περισσότερες φορές είναι η προβολή του κέντρου συµµετρίας του φακού πάνω στην εικόνα (πρωτεύον σηµείο. 2. για όλα τα σηµεία του επιπέδου του αρνητικού έχει υπολογιστεί η τιµή της σταθεράς (c της µηχανής (τοπική διαφοροποίηση κλίµακας και από αυτήν η τιµές της ακτινικής διαστροφής.
Σύστηµα αναφοράς Εικονοσήµατα στις Μετρητικές Μηχανές (4 ή 8
Σύστηµα αναφοράς Ηµι-µετρητικές (πλάκα µε κάνναβο σηµεία καννάβου φιλµ c φακός α/α Χ Υ Σώµα µηχανής
Σύστηµα αναφοράς Πλαίσιο µηχανής στις Μη µετρητικές Μηχανές
Βαθµονόµηση µ µη η µηχανών ΜΕΘΟ ΟΙ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗΣ - ΙΑΚΡΙΒΩΣΗΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΟΠΤΙΚΗ ΜΕΘΟ ΟΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΜΕΘΟ ΟΣ Εργαστηριακή (γωνιόµετρο Ανακατασκευή (ηµι-µετρητικές Εργαστηριακή (πεδίο ελέγχου Ταυτόχρονη DLT Αυτοβαθµονόµηση
Βαθµονόµηση µ µη η µηχανών Εργαστηριακή (οπτική Εστιακό επίπεδο Φακός
Βαθµονόµηση µ µη η µηχανών Πεδίο Ελέγχου Υπολογισµός τιµών εστιακής απόστασης f Συµµετρικοποίηση καµπύλης f- Προσδιορισµός θέσης πρωτεύοντος σηµείου Υπολογισµός βαθµονοµηµένης εστιακής απόστασης (σταθερά µηχανής Π Προσδιορισµός τιµών ακτινικής διαστροφής
Βαθµονόµηση µηχανών Υπολογισµός τιµών εστιακής απόστασης f A θ N f = / i tanθ f n a
Βαθµονόµηση µηχανών Συµµετρικοποίηση καµπύλης f- - Προσδιορισµός θέσης πρωτεύοντος σηµείου - Υπολογισµός βαθµονοµηµένης εστιακής απόστασης fε f f ε d ff i tanθ tanθ = i i f = fε ε (f ε f Προσδιορισµός τιµών ακτινικής διαστροφής i KΣ=Η K (προβολές πρωτεύοντος σηµείου σε κάθε γραµµή
Αυτο Αυτο-βαθµονόµηση βαθµονόµηση β µ µη η β µ µη η Η Συνθήκη Η Συνθήκη Σ ό Σ ό R = ωφκ λ c Συγγραµµικότητας Συγγραµµικότητας c ( ( ( ( ( ( ( ( ( c 33 32 31 13 12 11 = ( ( ( ( ( ( 23 22 21 = ( ( ( c 33 32 31
Βασικοί φωτογραµµετρικοί ρ αλγόριθµοι µ = c = c 11 31 ( ( ( ( 12 32 ( ( ( ( 13 21 22 31 32 33 23 33 ( ( ( ( Παρατηρήσεις:, στις οποίες περιέχονται τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισµού (, και (και c Βαθµονόµηση Παράµετροι εξωτερικού προσανατολισµού: Χο, Υο, Ζο, ω, φ, κ Γεωδαιτικές συντεταγµένες: Χ, Υ, Ζ Εµπροσθοτοµία Οπισθοτοµίαµ
Αναλυτική Αυτο-βαθµονόµηση µ µη η A1 = c ΠΝ A2 = c ΠΝ Οι παράµετροι και είναι ΠΝ συναρτήσεις των διορθώσεων των εικονοσυντεταγµένων για ακτινική διαστροφή εφαπτοµενική διαστροφή µη επιπεδότητα της ΦΕΕ και συνεπώς µπορούν να συµπεριληφθούν στην επίλυση µε την αναλυτική έκφρασή τους, ως συναρτήσεις δηλαδή του πολυωνύµου = k 3 5 1 k 2...
Αναλυτική Αυτο Αναλυτική Αυτο-βαθµονόµηση βαθµονόµηση Η γραµµικοποίηση δίνει: d d d d d d dk k dk k dc c d d 2 2 1 1 (0 = = d d d dκ κ dφ φ dω ω d d d dk dk dc d d 2 1 (0 = = dκ κ dφ φ dω ω d d d dk k dk k dc c d d 2 2 1 1 = = d d d κ φ ω
Α λ ή Α Α λ ή Α β θ ό η η β θ ό η η Αναλυτική Αυτο Αναλυτική Αυτο-βαθµονόµηση βαθµονόµηση Οι εξισώσεις παρατήρησης υπό µορφή πινάκων διαµορφώνονται ως εξής: ( k k = ( 1 ( 1 2 1 2 1 ω κ φ ω κ φ ω k c k k c k k c ( n 2 1 2 1 κ φ κ φ ω k k k k c Α 1 Χ 1 Α 2 Χ 2 Α 3 Χ 3 L
Αναλυτική Αυτο-βαθµονόµηση Ο πίνακας σχεδιασµού:
Αµεσος µ Γραµµικός Μετασχηµατισµός µ µ DLT δ - δ - c c = cλ = cλ = c = c 11( 31 ( 21( ( 31 12 32 22 32 ( ( ( ( 13 33 23 33 ( ( ( ( Ανεξαρτησία από σύστηµα αναφοράς Απαίτηση ί πολλών φωτοσταθερών Μαθηµατική αδυναµία συστήµατος L1 L2 L3 L4 = L L L 1 = 9 L L 5 9 10 11 L6 L7 L8 L L 1 10 11
Ασκηση Βαθµονόµηση ψηφιακής µηχανής 2 4 2 2 = p ( - 1 α1 ( - 1 α2 ( - 2 α3 2 α4 α5 α6 2 4 2 = ( - 1 α1 ( - 1 α2 2 α3 ( - 2 α4 α5 p 2 όπυ: p, p ι εικvσυvτεταγµέvες τυ πρωτεύvτς σηµείυ, ι εικvσυvτεταγµέvες ως πρς τ πρωτεύv σηµεί η ακτιvική απόσταση τυ µετρύµεvυ σηµείυ από τ πρωτεύv σηµεί παράµετρι ακτιvικής διαστρφής παράµετρι έκκεvτρης διαστρφής παράµετρι αφιvικύ µετασχηµατισµύ α1, α2 παράµετρι ακτιvικής διαστρφής α3, α4 α5, α6
Ασκηση Βαθµονόµηση ψηφιακής µηχανής ccdint.ee : πρόγραµµα υπολογισµού στοιχείων εσωτερικού και εξωτερικού προσανατολισµού gcp.tt : αρχείο µε γεωδαιτικές συντεταγµένες στόχων Testdata.tt : αρχείο υπόδειγµα δεδοµένων για το λογισµικό DSC02161.jpg Σε παράθυρο DS: ccdint testdata.tt esult.tt