Vom Pixel zur Richtung: die räumlichen Beziehungen zwischen Abbildungsstrahlen und Tachymeter-Richtungen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Darmstadt
Fachrichtung Geodäsie, Fachbereich Bauingenieurwesen und Geodäsie, Techn. Univ. Darmstadt
2006
|
| Schriftenreihe: | Schriftenreihe / Fachrichtung Geodäsie, Fachbereich Bauingenieurwesen und Geodäsie, Technische Universität Darmstadt
20 |
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| adam_text | VOM PIXEL ZUR RICHTUNG DIE RAEUMLICHEN BEZIEHUNGEN ZWISCHEN
ABBILDUNGSSTRAHLEN UND TACHYMETER-RICHTUNGEN VOM FACHBEREICH
BAUINGENIEURWESEN UND GEODAESIE DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET DARMSTADT ZUR
ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTOR-INGENIEURS (DR.-ING.)
GENEHMIGTE DISSERTATION VON DIPL.-ING. MICHAEL VOGEL AUS SCHLEIFREISEN
BEI JENA REFERENT: PROF. DR.-ING. HARALD SCHLEMMER-TU DARMSTADT
KORREFERENT: PROF. DR.-ING. CARL GERSTENECKER - TU DARMSTADT TAG DER
EINREICHUNG: 15.12.2003 TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 01.04.2004 D17
2008 AGI-INFORMATION MANAGEMENT CONSULTANTS MAY BE USED FOR
PERSONAL PURPORSES ONLY OR BY LIBRARIES ASSOCIATED TO DANDELON.COM
NETWORK. INHALT VORWORT 9 1 EINLEITUNG 11 2 MOTIVATION UND ZIELSETZUNG
13 3 KONZEPTIONSPHASE 15 3.1 EINFUEHRUNG 15 3.2 SYSTEMBAUSTEINE 16 3.2.1
ALLGEMEIN 16 3.2.2 DAS TACHYMETER 17 3.2.3 DIE KAMERAS 17 3.2.4 DIE
KONTROLLEINHEIT 18 3.2.5 SOFTWARE UND ALGORITHMEN 18 3.3 DIE
RICHTUNGSMESSUNG 19 3.3.1 DIE GEODAETISCHE RICHTUNGSMESSUNG MITTELS
THEODOLIT 19 3.3.2 DIE PHOTOGRAMMMETRISCHE RICHTUNGSMESSUNG 21 3.3.3
IDEALISIERTE MODELLZUSAMMENFUEHRUNG IM VIDEOTACHYMETER 27 3.4 OPTISCHE
INTEGRATION DER KAMERAS IM TACHYMETER 28 3.4.1 ABBILDUNGSVERHAELTNISSE
UND GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 28 3.4.2 OPTISCHE INTEGRATION DER KAMERAS,
ACHSENANORDNUNG 29 3.4.3 DAS AXIAL EXZENTRISCHE PROJEKTIONSZENTRUM 33 4
DIE SYSTEMKALIBRIERUNG 37 4.1 DIE PHOTOGRAMMMETRISCHE KAMERAKALIBRIERUNG
37 4.1.1 DIE KOLLINEARITAETSGLEICHUNGEN ALS GRUNDLAGE 37 4.1.2
PHOTOGRAMMMETRISCHE KALIBRIERVERFAHREN 37 4.2 KALIBRIERVERFAHREN DES
VIDEOTACHYMETERS 38 4.2.1 ANFORDERUNGEN AN DIE KALIBRIERUNG UND AN DAS
KALIBRIERVERFAHREN 39 4.2.2 UMWANDLUNG DER KARTESISCHEN KOORDINATEN 39
4.2.3 DIE EINFUEHRUNG EINES PASSPUNKTES 39 4.2.4 REALISIERUNG DES
PASSPUNKTES 42 4.3 DER KOLLIMATOR MIT AUSZUG 42 4.3.1 DER AUFBAU EINES
KOLLIMATORS MIT AUSZUG 42 4.3.2 FUNKTIONSWEISE DES KOLLIMATORS 43 4.3.3
GENAUIGKEITEN DER REALISIERTEN STRECKEN 46 4.3.4 VERSCHWENKUNGSBEREICH
AM KOLLIMATOR 50 4.3.5 ABBILDUNGSVERHAELTNISSE AM KOLLIMATOR 52 4.3.6 DER
KOLLIMATOR MIT AUSZUG AN EINEM AUSFUEHRUNGSBEISPIEL 54 4.3.7 DESIGN EINES
FUER DIE KAMERAKALIBRIERUNG IDEALEN KOLLIMATORS 55 4.4 ANALYTISCHES
MODELL 56 4.4.1 DAS KAMERAMODEL IM TACHYMETER 57 6 INHALT 4.4.2
POLARKOORDINATEN DES PROJEKTIONSZENTRUMS 59 4.4.3 ROTATIONEN DES
BILDKOORDINATENSYSTEMS 60 4.4.4 BEOBACHTUNGSGLEICHUNGEN 64 4.5
BEOBACHTUNGSGROESSEN FUER DIE KAMERAKALIBRIERUNG 65 4.6
BEOBACHTUNGSKONFIGURATION 66 4.6.1 DIE TIEFE DES VIRTUELLEN
PASSPUNKTFELDES 66 4.6.2 INSTRUMENTENFEHLER 66 4.6.3 BERUECKSICHTIGUNG
BEWEGLICHER OPTISCHER BAUTEILE 66 4.6.4 VERWENDUNG ZENTRIERTER
PASSPUNKTE 67 5 PARAMETERSCHAETZUNG 69 5.1 ALLGEMEIN 69 5.2 NUMMERISCHE
LINEARISIERUNG 69 5.3 VERMITTELNDE AUSGLEICHUNG MIT BEDINGUNGEN 69 5.3.1
EINFUEHRUNG VON BEDINGUNGEN ZWISCHEN DEN UNBEKANNTEN 69 5.3.2 BESTIMMUNG
AUSGEGLICHENER GROESSEN 70 5.4 VERMITTELNDE AUSGLEICHUNG 71 5.5
SIGNIFIKANZ- UND HYPOTHESENTESTS 72 5.6 ZUVERLAESSIGKEIT DER
AUSGLEICHUNG, GEWICHTANPASSUNG 72 5.7 BEURTEILUNG DER KORRELATIONEN 74
5.8 AUSGLEICHUNGSKONFIGURATION 74 6 DIE ABLEITUNG VON
TACHYMETERRICHTUNGEN 75 6.1 DIE WIEDERHERSTELLUNG EINES
ABBILDUNGSSTRAHLS 75 6.2 DIE ENTFERNUNGSKUGEL 76 6.3
KUGEL-GERADEN-SCHNITT 76 6.4 GENAUIGKEITSBETRACHTUNG 78 6.4.1 BEGRENZUNG
DER GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 78 6.4.2 GENAUIGKEITSAEQUIVALENZ DER
BEOBACHTUNGEN 78 6.4.3 GENAUIGKEIT DER INNEREN KAMERAORIENTIERUNG MIT
WIRKUNG AUF DIE RICHTUNGSABLEITUNG 79 6.4.4 GENAUIGKEIT DER AEUSSEREN
KAMERAORIENTIERUNG MIT WIRKUNG AUF DIE RICHTUNGSABLEITUNG 81 6.4.5
GENAUIGKEIT BEI FEHLERHAFTER ENTFERNUNGSANGABE 85 7 BEISPIELE DER
KAMERAKALIBRIERUNG 87 7.1 KAMERA TYPEN 87 INHALT 7 7.2 BEISPIEL I,
UEBERSICHTSKAMERA F~8MM 87 7.2.1 AUFBAU DES SYSTEMS, PROTOTYP 1 87 7.2.2
REALISIERUNG DER PASSPUNKTE MITTELS KOLLIMATOR MIT AUSZUG 87 7.2.3
MESSUNG DER PIXELKOORDINATEN 88 7.2.4 BEOBACHTUNGEN 88 7.2.5 ERGEBNISSE
DER KAMERAKALIBRIERUNG 89 7.3 BEISPIEL II, UEBERSICHTSKAMERA F~22MM 92
7.3.1 AUFBAU DES SYSTEMS, PROTOTYP II 92 7.3.2 REALISIERUNG DER
PASSPUNKTE 93 7.3.3 BEOBACHTUNGEN 93 7.3.4 ERGEBNISSE DER
KAMERAKALIBRIERUNG 93 7.4 BEISPIEL III, TELEKAMERA (OKULARKAMERA) 95
7.4.1 BEOBACHTUNGEN 95 7.4.2 ERGEBNISSE DER KAMERAKALIBRIERUNG 95 7.5
DIE KALIBRIERUNG DER TELEKAMERA IN ABHAENGIGKEIT DER ENTFERNUNG 97 7.5.1
DIE PROBLEMATIK DER VERSCHIEBBAREN FOKUSSIERLINSE 97 7.5.2 STUETZSTELLEN
DER KALIBRIERUNG 98 7.5.3 ERGEBNISSE 98 8 PRAKTISCHER
GENAUIGKEITSNACHWEIS 103 8.1 ALLGEMEIN 103 8.2 SCAN EINES EINZELPUNKTES
103 8.3 DER MITTLERE RICHTUNGSFEHLER 104 8.3.1 KONFIGURATION DER
MESSPUNKTE 104 8.3.2 FUER MESSUNGEN IM BILDZENTRUM 105 8.3.3 FUER
MESSUNGEN AM BILDRAND 106 9 ZIELACHSE, STRICHKREUZ UND
PROJEKTIONSZENTRUM 107 9.1 ZUSAMMENWIRKUNG VON STRICHKREUZ UND
PROJEKTIONSZENTRUM 107 9.1.1 GEOMETRISCHE VERHAELTNISSE 107 9.1.2
ENTFERNUNGSABHAENGIGKEIT DES STRICHKREUZPIXELS 107 9.1.3 DAS
ENTFERNUNGSUNABHAENGIGE STRICHKREUZ 109 9.1.4 DEFINITION DER
PHOTOGRAMMMETRISCHEN ZIELACHSE 110 9.2 SEITENKOLLIMATIONS- UND
HOEHENINDEXFEHLER 110 9.2.1 BESTIMMUNG DES KLASSISCHEN STRICHKREUZES 110
9.2.2 BESTIMMUNG DER ABLAGEN DES PROJEKTIONSZENTRUMS 112 10
ZUSAMMENFASSUNG, AUSBLICK 115 LITERATUR 117
|
| adam_txt |
VOM PIXEL ZUR RICHTUNG DIE RAEUMLICHEN BEZIEHUNGEN ZWISCHEN
ABBILDUNGSSTRAHLEN UND TACHYMETER-RICHTUNGEN VOM FACHBEREICH
BAUINGENIEURWESEN UND GEODAESIE DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET DARMSTADT ZUR
ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTOR-INGENIEURS (DR.-ING.)
GENEHMIGTE DISSERTATION VON DIPL.-ING. MICHAEL VOGEL AUS SCHLEIFREISEN
BEI JENA REFERENT: PROF. DR.-ING. HARALD SCHLEMMER-TU DARMSTADT
KORREFERENT: PROF. DR.-ING. CARL GERSTENECKER - TU DARMSTADT TAG DER
EINREICHUNG: 15.12.2003 TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 01.04.2004 D17
2008 AGI-INFORMATION MANAGEMENT CONSULTANTS MAY BE USED FOR
PERSONAL PURPORSES ONLY OR BY LIBRARIES ASSOCIATED TO DANDELON.COM
NETWORK. INHALT VORWORT 9 1 EINLEITUNG 11 2 MOTIVATION UND ZIELSETZUNG
13 3 KONZEPTIONSPHASE 15 3.1 EINFUEHRUNG 15 3.2 SYSTEMBAUSTEINE 16 3.2.1
ALLGEMEIN 16 3.2.2 DAS TACHYMETER 17 3.2.3 DIE KAMERAS 17 3.2.4 DIE
KONTROLLEINHEIT 18 3.2.5 SOFTWARE UND ALGORITHMEN 18 3.3 DIE
RICHTUNGSMESSUNG 19 3.3.1 DIE GEODAETISCHE RICHTUNGSMESSUNG MITTELS
THEODOLIT 19 3.3.2 DIE PHOTOGRAMMMETRISCHE RICHTUNGSMESSUNG 21 3.3.3
IDEALISIERTE MODELLZUSAMMENFUEHRUNG IM VIDEOTACHYMETER 27 3.4 OPTISCHE
INTEGRATION DER KAMERAS IM TACHYMETER 28 3.4.1 ABBILDUNGSVERHAELTNISSE
UND GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 28 3.4.2 OPTISCHE INTEGRATION DER KAMERAS,
ACHSENANORDNUNG 29 3.4.3 DAS AXIAL EXZENTRISCHE PROJEKTIONSZENTRUM 33 4
DIE SYSTEMKALIBRIERUNG 37 4.1 DIE PHOTOGRAMMMETRISCHE KAMERAKALIBRIERUNG
37 4.1.1 DIE KOLLINEARITAETSGLEICHUNGEN ALS GRUNDLAGE 37 4.1.2
PHOTOGRAMMMETRISCHE KALIBRIERVERFAHREN 37 4.2 KALIBRIERVERFAHREN DES
VIDEOTACHYMETERS 38 4.2.1 ANFORDERUNGEN AN DIE KALIBRIERUNG UND AN DAS
KALIBRIERVERFAHREN 39 4.2.2 UMWANDLUNG DER KARTESISCHEN KOORDINATEN 39
4.2.3 DIE EINFUEHRUNG EINES PASSPUNKTES 39 4.2.4 REALISIERUNG DES
PASSPUNKTES 42 4.3 DER KOLLIMATOR MIT AUSZUG 42 4.3.1 DER AUFBAU EINES
KOLLIMATORS MIT AUSZUG 42 4.3.2 FUNKTIONSWEISE DES KOLLIMATORS 43 4.3.3
GENAUIGKEITEN DER REALISIERTEN STRECKEN 46 4.3.4 VERSCHWENKUNGSBEREICH
AM KOLLIMATOR 50 4.3.5 ABBILDUNGSVERHAELTNISSE AM KOLLIMATOR 52 4.3.6 DER
KOLLIMATOR MIT AUSZUG AN EINEM AUSFUEHRUNGSBEISPIEL 54 4.3.7 DESIGN EINES
FUER DIE KAMERAKALIBRIERUNG IDEALEN KOLLIMATORS 55 4.4 ANALYTISCHES
MODELL 56 4.4.1 DAS KAMERAMODEL IM TACHYMETER 57 6 INHALT 4.4.2
POLARKOORDINATEN DES PROJEKTIONSZENTRUMS 59 4.4.3 ROTATIONEN DES
BILDKOORDINATENSYSTEMS 60 4.4.4 BEOBACHTUNGSGLEICHUNGEN 64 4.5
BEOBACHTUNGSGROESSEN FUER DIE KAMERAKALIBRIERUNG 65 4.6
BEOBACHTUNGSKONFIGURATION 66 4.6.1 DIE TIEFE DES VIRTUELLEN
PASSPUNKTFELDES 66 4.6.2 INSTRUMENTENFEHLER 66 4.6.3 BERUECKSICHTIGUNG
BEWEGLICHER OPTISCHER BAUTEILE 66 4.6.4 VERWENDUNG ZENTRIERTER
PASSPUNKTE 67 5 PARAMETERSCHAETZUNG 69 5.1 ALLGEMEIN 69 5.2 NUMMERISCHE
LINEARISIERUNG 69 5.3 VERMITTELNDE AUSGLEICHUNG MIT BEDINGUNGEN 69 5.3.1
EINFUEHRUNG VON BEDINGUNGEN ZWISCHEN DEN UNBEKANNTEN 69 5.3.2 BESTIMMUNG
AUSGEGLICHENER GROESSEN 70 5.4 VERMITTELNDE AUSGLEICHUNG 71 5.5
SIGNIFIKANZ- UND HYPOTHESENTESTS 72 5.6 ZUVERLAESSIGKEIT DER
AUSGLEICHUNG, GEWICHTANPASSUNG 72 5.7 BEURTEILUNG DER KORRELATIONEN 74
5.8 AUSGLEICHUNGSKONFIGURATION 74 6 DIE ABLEITUNG VON
TACHYMETERRICHTUNGEN 75 6.1 DIE WIEDERHERSTELLUNG EINES
ABBILDUNGSSTRAHLS 75 6.2 DIE ENTFERNUNGSKUGEL 76 6.3
KUGEL-GERADEN-SCHNITT 76 6.4 GENAUIGKEITSBETRACHTUNG 78 6.4.1 BEGRENZUNG
DER GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 78 6.4.2 GENAUIGKEITSAEQUIVALENZ DER
BEOBACHTUNGEN 78 6.4.3 GENAUIGKEIT DER INNEREN KAMERAORIENTIERUNG MIT
WIRKUNG AUF DIE RICHTUNGSABLEITUNG 79 6.4.4 GENAUIGKEIT DER AEUSSEREN
KAMERAORIENTIERUNG MIT WIRKUNG AUF DIE RICHTUNGSABLEITUNG 81 6.4.5
GENAUIGKEIT BEI FEHLERHAFTER ENTFERNUNGSANGABE 85 7 BEISPIELE DER
KAMERAKALIBRIERUNG 87 7.1 KAMERA TYPEN 87 INHALT 7 7.2 BEISPIEL I,
UEBERSICHTSKAMERA F~8MM 87 7.2.1 AUFBAU DES SYSTEMS, PROTOTYP 1 87 7.2.2
REALISIERUNG DER PASSPUNKTE MITTELS KOLLIMATOR MIT AUSZUG 87 7.2.3
MESSUNG DER PIXELKOORDINATEN 88 7.2.4 BEOBACHTUNGEN 88 7.2.5 ERGEBNISSE
DER KAMERAKALIBRIERUNG 89 7.3 BEISPIEL II, UEBERSICHTSKAMERA F~22MM 92
7.3.1 AUFBAU DES SYSTEMS, PROTOTYP II 92 7.3.2 REALISIERUNG DER
PASSPUNKTE 93 7.3.3 BEOBACHTUNGEN 93 7.3.4 ERGEBNISSE DER
KAMERAKALIBRIERUNG 93 7.4 BEISPIEL III, TELEKAMERA (OKULARKAMERA) 95
7.4.1 BEOBACHTUNGEN 95 7.4.2 ERGEBNISSE DER KAMERAKALIBRIERUNG 95 7.5
DIE KALIBRIERUNG DER TELEKAMERA IN ABHAENGIGKEIT DER ENTFERNUNG 97 7.5.1
DIE PROBLEMATIK DER VERSCHIEBBAREN FOKUSSIERLINSE 97 7.5.2 STUETZSTELLEN
DER KALIBRIERUNG 98 7.5.3 ERGEBNISSE 98 8 PRAKTISCHER
GENAUIGKEITSNACHWEIS 103 8.1 ALLGEMEIN 103 8.2 SCAN EINES EINZELPUNKTES
103 8.3 DER MITTLERE RICHTUNGSFEHLER 104 8.3.1 KONFIGURATION DER
MESSPUNKTE 104 8.3.2 FUER MESSUNGEN IM BILDZENTRUM 105 8.3.3 FUER
MESSUNGEN AM BILDRAND 106 9 ZIELACHSE, STRICHKREUZ UND
PROJEKTIONSZENTRUM 107 9.1 ZUSAMMENWIRKUNG VON STRICHKREUZ UND
PROJEKTIONSZENTRUM 107 9.1.1 GEOMETRISCHE VERHAELTNISSE 107 9.1.2
ENTFERNUNGSABHAENGIGKEIT DES STRICHKREUZPIXELS 107 9.1.3 DAS
ENTFERNUNGSUNABHAENGIGE STRICHKREUZ 109 9.1.4 DEFINITION DER
PHOTOGRAMMMETRISCHEN ZIELACHSE 110 9.2 SEITENKOLLIMATIONS- UND
HOEHENINDEXFEHLER 110 9.2.1 BESTIMMUNG DES KLASSISCHEN STRICHKREUZES 110
9.2.2 BESTIMMUNG DER ABLAGEN DES PROJEKTIONSZENTRUMS 112 10
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