Nahbereichsphotogrammetrie: Grundlagen – Methoden – Beispiele
Vom Cover: "Das Fachgebiet der Nahbereichsphotogrammetrie hat in den letzten Jahren durch den zunehmenden Einsatz der digitalen Bildaufnahme und Bildanalyse weiter an Bedeutung gewonnen. Kameras sind heute integraler Bestandteil zahlloser Messgeräte und Messsysteme. Die in vielen Teilen automat...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin ; Offenbach
Wichmann
[2023]
|
| Ausgabe: | 5., neu bearbeitete und erweiterte Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | Vom Cover: "Das Fachgebiet der Nahbereichsphotogrammetrie hat in den letzten Jahren durch den zunehmenden Einsatz der digitalen Bildaufnahme und Bildanalyse weiter an Bedeutung gewonnen. Kameras sind heute integraler Bestandteil zahlloser Messgeräte und Messsysteme. Die in vielen Teilen automatisierte Auswertung digitaler Messbilder erlaubt die wirtschaftliche und genaue Erfassung praktisch beliebiger dreidimensionaler Objekte sowohl in statischen als auch in dynamischen Anwendungen. In vielen Bereichen ist die Photogrammetrie zu einem anerkannten und leistungsfähigen 3D-Messverfahren herangereift. Obwohl die Photogrammetrie bereits seit etwa 160 Jahren bekannt ist und, neben den Luftbildanwendungen, schon immer durch vielfältige Anwendungen im Nahbereich (terrestrische Photogrammetrie) gekennzeichnet war, erscheint sie vielen Nicht-Photogrammetern nach wie vor als ein sehr komplexes Verfahren. Gerade im Bereich der Architektur-, Ingenieur- und Industrieanwendungen sind die Möglichkeiten und Grenzen der Photogrammetrie oft nicht genügend bekannt. Zu einem ausreichenden Verständnis des Verfahrens gehören Grundkenntnisse in Optik, Aufnahmetechnik, Ausgleichungsrechnung und Transformationen, Digitaler Bildverarbeitung, CAD-Methoden sowie Auswerteverfahren und Auswertesystemen. Ohne diese Kenntnisse sind Entscheidungen für den sinnvollen Einsatz der Nahbereichsphotogrammetrie in der Praxis kaum möglich. Nach einer Einführung wird im Einzelnen auf mathematische Grundlagen, Aufnahmetechnik einschließlich Beleuchtung und Signalisierung, Orientierungs- und 3D-Rekonstruktionsverfahren, Bildverarbeitung, Auswerte- und Messsysteme, Planungs- und Optimierungsfragen sowie auf verschiedene typische Anwendungsgebiete eingegangen." |
| Beschreibung: | 815 Seiten Illustrationen, Diagramme (teilweise farbig) 25 cm |
| ISBN: | 9783879077328 |
Internformat
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7
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHRUNG
23
1.1
UEBERSICHT
23
1.1.1
INHALT
23
1.1.2
LITERATUR
24
1.2
PRINZIPIELLE
METHODEN
24
1.2.1
DER
PHOTOGRAMMETRISCHE
PROZESS
24
1.2.2
EINTEILUNGEN
DER
PHOTOGRAMMETRIE
26
1.2.3
ABBILDUNGSMODELL
29
1.2.4
PHOTOGRAMMETRISCHE
SYSTEME UND
PROZESSE
32
1.2.4.1
DIGITALES SYSTEM
32
1.2.4.2
AUFNAHME- UND
AUSWERTEPROZESS
33
1.2.5
PHOTOGRAMMETRISCHE
PRODUKTE
35
1.3
ANWENDUNGSBEREICHE
36
1.4
GESCHICHTLICHE
ENTWICKLUNG
39
2
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
49
2.1
KOORDINATENSYSTEME
49
2.1.1
PIXEL- UND
SENSORKOORDINATENSYSTEM
49
2.1.2
BILDKOORDINATENSYSTEM
49
2.1.3
MODELLKOORDINATENSYSTEM
51
2.1.4
OBJEKTKOORDINATENSYSTEM
51
2.2
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
53
2.2.1
EBENE
TRANSFORMATIONEN
53
2.2.1.1
HOMOGENE
KOORDINATEN
53
2.2.1.2
AEHNLICHKEITSTRANSFORMATION
53
2.2.1.3
AFFMTRANSFORMATION
55
2.2.1.4
POLYNOMTRANSFORMATION
56
2.2.1.5
BILINEARE
TRANSFORMATION
57
2.2.1.6
PROJEKTIVTRANSFORMATION
57
2.2.2
DREHUNGEN
IM 3D-RAUM
60
2.2.2.1
DREHMATRIX
MIT
TRIGONOMETRISCHEN
FUNKTIONEN
60
2.2.2.2
DREHMATRIX
MIT
QUATERNIONEN
64
2.2.2.3
DREHMATRIX
NACH RODRIGUES
66
2.2.2.4
DREHMATRIX
MIT
RICHTUNGSKOSINUS
67
2.2.2.5
NORMALISIERUNG
VON
ROTATIONSMATRIZEN
67
2.2.2.6
KOEFFIZIENTENVERGLEICH
68
2.2.3
RAEUMLICHE
TRANSFORMATIONEN
69
2.2.3.1
ALLGEMEINE
TRANSFORMATIONEN
69
2.2.3.2
ZENTRALPROJEKTION
71
2.2.3.3
RAEUMLICHE
AFFMTRANSFORMATION
72
2.2.4
RAEUMLICHE
AEHNLICHKEITSTRANSFORMATION
73
2.2.4.1
MATHEMATISCHES MODELL
73
2.2.4.2
NAEHERUNGSWERTE
75
2.2.4.3
BERECHNUNG
MIT
EIGENWERTEN UND
QUATERNIONEN
78
2.2.5
WEITERE
KOORDINATENTRANSFORMATIONEN
80
KINGDOM
8
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.5.1
RAEUMLICHE
POLARKOORDINATEN
2.2.5.2
ZYLINDERKOORDINATEN
2.3
GEOMETRISCHE
ELEMENTE
2.3.1
ANALYTISCHE
GEOMETRIE
DER EBENE
80
80
81
82
3.1.1.2
3.1.1.3
3.1.1.4
3.1.1.5
2.3.1.1
GERADE
82
3.1.2
C
2.3.1.2 KREIS
85
3.1.2.1
2.3.1.3
ELLIPSE
86
3.1.2.2
2.3.1.4
KURVENDARSTELLUNG
90
3.1.2.3
2.3.2
ANALYTISCHE
GEOMETRIE DES
RAUMES
94
3.1.2.4
2.3.2.1
GERADE
94
3.1.3
A
2.3.2.2
EBENE
97
3.1.3.1
2.3.2.3
ROTATIONSKOERPER
99
3.1.3.2
2.3.3
OBERFLAECHEN
104
3.1.3.3
2.3.3.1
DIGITALES
OBERFLAECHENMODELL
105
3.1.3.4
2.3.3.2
DIGITALES
VOLUMENMODELL
(VOXEL)
107
3.1.3.5
2.3.3.3 DISTANZBILDER
107
3.1.4
A
2.3.3.4
B-SPLINE-
UND BIZIER-FLAECHEN
109
3.1.5
A
2.4
AUSGLEICHUNGSVERFAHREN
109
3.1.5.1
2.4.1
PROBLEMSTELLUNG
109
3.1.5.2
2.4.1.1
FUNKTIONALES
MODELL
109
3.1.5.3
2.4.1.2
STOCHASTISCHES MODELL
111
3.1.6
C
2.4.2
METHODE
DER KLEINSTEN QUADRATE
(GAUSS-MARKOV-MODELL)
113
3.1.6.1
2.4.2.1
AUSGLEICHUNG
DIREKTER
BEOBACHTUNGEN
113
3.1.6.2
2.4.2.2
AUSGLEICHUNG
NACH
VERMITTELNDEN
BEOBACHTUNGEN
114 3.2
AUFNAT
2.4.2.3
LEVENBERG-MARQUARDT-ALGORITHMUS
116
3.2.1
2.4.2.4
AUSGLEICHUNG
MIT BEDINGUNGEN
ZWISCHEN
UNBEKANNTEN
117
3.2.1.1
2.4.3
QUALITAETSMASSE
118
3.2.1.2
2.4.3.1
GENAUIGKEITSMASSE
119
3.2.2
A
2.4.3.2
VERTRAUENSBEREICHE
121
3.2.2.1
2.4.3.3
KORRELATIONEN
124
3.2.2.2
2.4.3.4
ZUVERLAESSIGKEIT
124
3.2.2.3
2.4.3.5
PRAEZISION BERECHNETER
KOORDINATEN
128 3.3
GEOME
2.4.4
ERKENNUNG VON
AUSREISSERN
130
3.3.1
2.4.4.1
FEHLERSUCHE
OHNE AUSGLEICHUNG
131
3.3.1.1
2.4.4.2
DATA SNOOPING
131
3.3.1.2
2.4.4.3
VARIANZKOMPONENTENSCHAETZUNG
132
3.3.2
L
2.4.4.4
ROBUSTE
SCHAETZUNG DURCH
GEWICHTSFUNKTIONEN
132
3.3.2.1
2.4.4.5
ROBUSTE SCHAETZUNG
NACH DER L
1-NORM
134 3.3.2.2
2.4.4.6
RANSAC
134 3.3.2.3
2.4.5
HINWEISE ZUR
RECHENTECHNIK
135
3.3.2.4
2.4.5.1
LINEARISIERUNG
135
3.3.2.5
2.4.5.2
NORMALGLEICHUNGSSYSTEME
136 3.3.3
2.4.5.3
PROFILSPEICHERTECHNIK
UND OPTIMIERUNG
137 3.3.3.1
3.3.3.2
3
AUFNAHMETECHNIK
138
3.3.3.3
3.1
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
138
3.3.3.4
3.1.1
WELLENOPTIK
138
3.3.4
A
3.1.1.1
ELEKTROMAGNETISCHES
SPEKTRUM
138
3.3.4.1
INHALTSVERZEICHNIS
9
3.1.1.2
STRAHLUNGSLEISTUNG
139
3.1.1.3
BRECHUNG UND
REFLEXION
140
3.1.1.4
BEUGUNG
142
3.1.1.5
POLARISATION
144
3.1.2
OPTISCHE ABBILDUNG
145
3.1.2.1
KONSTRUKTION DER OPTISCHEN
ABBILDUNG
145
3.1.2.2
BUENDELBEGRENZUNG
147
3.1.2.3
SCHARFABBILDUNG
148
3.1.2.4
SCHEIMPFLUG-BEDINGUNG
151
3.1.3
ABBILDUNGSFEHLER
152
3.1.3.1
VERZEICHNUNG
152
3.1.3.2
CHROMATISCHE
ABERRATION
154
3.1.3.3
SPHAERISCHE
ABERRATION
155
3.1.3.4
ASTIGMATISMUS UND
BILDFELDWOELBUNG
155
3.1.3.5
LICHTABFALL UND VIGNETTIERUNG
156
3.1.4
ASPHAERISCHE LINSEN
157
3.1.5
AUFLOESUNGSVERMOEGEN
159
3.1.5.1
AUFLOESUNGSVERMOEGEN VON OBJEKTIVEN
159
3.1.5.2
GEOMETRISCHES AUFLOESUNGSVERMOEGEN
160
3.1.5.3
KONTRAST- UND MODULATIONSUEBERTRAGUNG
161
3.1.6
GRUNDLAGEN DER ABTASTTHEORIE
163
3.1.6.1
ABTASTTHEOREM
163
3.1.6.2
DETEKTOREIGENSCHAFTEN
165
3.2
AUFNAHMEKONZEPTE
167
3.2.1
OFFLINE- UND ONLINE-SYSTEME
167
3.2.1.1
OFFLINE-PHOTOGRAMMETRIE
167
3.2.1.2
ONLINE-PHOTOGRAMMETRIE
168
3.2.2
AUFNAHMEKONFIGURATIONEN
168
3.2.2.1
EINZELBILDAUFNAHME
168
3.2.2.2
STEREOBILDAUFNAHME
169
3.2.2.3
MEHRBILDAUFNAHME
170
3.3
GEOMETRISCHE GRUNDLAGEN
171
3.3.1
ABBILDUNGSMASSSTAB UND GENAUIGKEIT
171
3.3.1.1
BILDMASSSTAB
171
3.3.1.2
GENAUIGKEITSABSCHAETZUNG
173
3.3.2
INNERE ORIENTIERUNG EINER AUFNAHMEKAMERA
175
3.3.2.1
VERKOERPERUNG
DES BILDKOORDINATENSYSTEMS
175
3.3.2.2
PROJEKTIONSZENTRUM UND
VERZEICHNUNG
176
3.3.2.3
PARAMETER DER INNEREN ORIENTIERUNG
179
3.3.2.4
MESS- UND TEILMESSKAMERA
180
3.3.2.5
BESTIMMUNG DER INNEREN ORIENTIERUNG (KALIBRIERUNG)
181
3.3.3
STANDARDISIERTE
KORREKTURFUNKTIONEN
183
3.3.3.1
RADIAL-SYMMETRISCHE
VERZEICHNUNG
183
3.3.3.2
RADIAL-ASYMMETRISCHE UND
TANGENTIALE VERZEICHNUNG
188
3.3.3.3
AFFINITAET UND
SCHERUNG
189
3.3.3.4
GESAMTKORREKTUR
189
3.3.4
ALTERNATIVE
KORREKTURANSAETZE
191
3.3.4.1
VEREINFACHTE ANSAETZE
191
T
10
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.4.2
ERWEITERTE
FUNKTIONEN
191
3.3.4.3
ENTFERNUNGSABHAENGIGE VERZEICHNUNGSKORREKTUR
193
3.3.4.4
BILDVARIANTE
KALIBRIERUNG
195
3.3.4.5
KORREKTUR LOKALER BILDDEFORMATIONEN
196
3.3.4.6
CHROMATISCHE ABERRATION
198
3.3.5
ITERATIVE KORREKTUR VON ABBILDUNGSFEHLERN
199
3.3.6
UMRECHNUNGEN DER INNEREN ORIENTIERUNG
201
3.3.7
FISHEYE-PROJEKTIONEN
202
3.4
KOMPONENTEN ZUR BILDERFASSUNG
204
3.4.1
OPTOELEKTRONISCHE BILDSENSOREN
205
3.4.1.1
CCD-SENSORPRINZIP
205
3.4.1.2
CCD-FLAECHENSENSOREN
207
3.4.1.3
CMOS
-
BILDSENSOREN
209
3.4.1.4
SENSORFORMATE
210
3.4.1.5
MIKROLINSEN
212
3.4.1.6
FARBSENSOREN
213
3.4.1.7
GESAMTAUFBAU
216
3.4.1.8
GEOMETRISCHE EIGENSCHAFTEN
216
3.4.1.9
RADIOMETRISCHE EIGENSCHAFTEN
219
3.4.2
KAMERATECHNIK
222
3.4.2.1
KAMERATYPEN
222
3.4.2.2
VERSCHLUSS
223
3.4.2.3
BILDSTABILISATION
UND SENSORREINIGUNG
226
3.4.2.4
AUFLAGEMASS
227
3.4.3
OBJEKTIVE
227
3.4.3.1
LICHTSTAERKE UND BLENDENZAHL
227
3.4.3.2
OEFFNUNGSWINKEL UND FORMATWINKEL
228
3.4.3.3
BILDKREIS UND SENSORFORMAT
229
3.4.3.4
UEBERWEITWINKEL- UND FISHEYE-OBJEKTIVE
230
3.4.3.5
VARIO-OBJEKTIVE
231
3.4.3.6
SHIFT-TILT-OBJEKTIVE
232
3.4.3.7
TELEZENTRISCHE OBJEKTIVE
234
3.4.3.8
REFLEKTIVE OPTIKEN
235
3.4.3.9
STEREOSTRAHLTEILUNG
235
3.4.4
FILTER
237
3.5
AUFNAHMESYSTEME
238
3.5.1
INDUSTRIEKAMERAS
238
3.5.2
DIGITALKAMERAS
239
3.5.3
HIGHSPEEDKAMERAS
243
3.5.4
STEREO- UND MULTIKAMERASYSTEME
246
3.5.5
SCANNING-KAMERAS
247
3.5.5.1
MICRO-SCANNING
247
3.5.5.2
MACRO-SCANNING
248
3.5.6
PANORAMAKAMERAS
250
3.5.6.1
ZEILENSCANNER
250
3.5.6.2
PANORAMA-STITCHING
250
3.5.6.3
PANORAMEN
MIT FISHEYE-OBJEKTIVEN
252
3.5.7
ENDOSKOPE
254
INHALTSVERZEICHNIS
3.5.8
1
3.5.9
SS
3.5.9.1
3.5.9.2
3.6
REFLEXI
3.6.1
B
3.6.1.1
3.6.1.2
3.6.2
P
3.6.2.1
3.6.2.2
3.6.3
E
3.6.3.1
3.6.3.2
3.6.3.3
3.6.3.4
3.6.3.5
4
ANALYTISCHE
4.1
UEBERSIC
4.2
AUSWEI
4.2.1
13
4.2.1.1
4.2.1.2
4.2.2
E
4.2.3
B
4.2.3.1
4.2.3.2
4.2.3.3
4.2.3.4
4.2.3.5
4.2.4
L
4.2.4.1
4.2.4.2
4.2.5
4.2.5.1
4.2.5.2
4.2.6
E
4.2.6.1
4.2.6.2
4.2.6.3
4.2.6.4
4.2.7
E
4.2.7.1
4.2.7.2
4.2.8
I
4.2.8.1
4.2.8.2
INHALTSVERZEICHNIS
11
3.5.8
THERMOGRAPHIEKAMERAS
255
3.5.9
MULTI- UND HYPERSPEKTRALKAMERAS
256
3.5.9.1
MULTISPEKTRALKAMERAS
256
3.5.9.2
HYPERSPEKTRALKAMERAS
257
3.6
REFLEXION UND BELEUCHTUNG
258
3.6.1
REFLEXIONSMODELLE
258
3.6.1.1
REFLEXIONSARTEN
258
3.6.1.2
RETROREFLEXION
260
3.6.2
PHOTOGRAMMETRISCHE
SIGNALISIERUNG
261
3.6.2.1
RETRO-REFLEKTIERENDE
ZIELMARKEN
261
3.6.2.2
SONSTIGE MATERIALIEN
263
3.6.3
BELEUCHTUNGS- UND PROJEKTIONSTECHNIKEN
265
3.6.3.1
BLITZGERAETE
265
3.6.3.2
PROJEKTOREN
266
3.6.3.3
LASER
267
3.6.3.4
GERICHTETE BELEUCHTUNG
268
3.6.3.5
REFLECTANCE TRANSFORMATION IMAGING
269
4
ANALYTISCHE
AUSWERTEVERFAHREN
271
4.1
UEBERSICHT
271
4.2
AUSWERTUNG VON
EINZELBILDERN
273
4.2.1
AEUSSERE ORIENTIERUNG
273
4.2.1.1
STANDARDFALL
273
4.2.1.2
SPEZIALFALL DER TERRESTRISCHEN PHOTOGRAMMETRIE
275
4.2.2
KOLLINEARITAETSGLEICHUNGEN
276
4.2.3
RAEUMLICHER
RUECKWAERTSSCHNITT
280
4.2.3.1
RUECKWAERTSSCHNITT
BEI BEKANNTER INNERER ORIENTIERUNG
280
4.2.3.2
RUECKWAERTSSCHNITT BEI UNBEKANNTER INNERER
ORIENTIERUNG
283
4.2.3.3
NAEHERUNGSWERTE FAR DEN RUECKWAERTSSCHNITT
284
4.2.3.4
RUECKWAERTSSCHNITT MIT MINIMALER OBJEKTINFORMATION
284
4.2.3.5
GUETEKRITERIEN
287
4.2.4
LINEARE ORIENTIERUNGSVERFAHREN
287
4.2.4.1
DIREKTE
LINEARE TRANSFORMATION (DLT)
287
4.2.4.2
PERSPEKTIVE PROJEKTIONSMATRIX
290
4.2.5
INVERSER RAEUMLICHER RUECKWAERTSSCHNITT
291
4.2.5.1
POSITION UND ORIENTIERUNG EINES OBJEKTES RELATIV ZUR KAMERA
291
4.2.5.2
RELATIVE POSITION UND ORIENTIERUNG
VON OBJEKTEN
292
4.2.6
EBENE PROJEKTIVE TRANSFORMATION
295
4.2.6.1
MATHEMATISCHES MODELL
295
4.2.6.2
EINFLUSS DER INNEREN ORIENTIERUNG
297
4.2.6.3
EINFLUSS NICHT EBENER OBJEKTPUNKTE
298
4.2.6.4
VERMESSUNG EBENER OBJEKTE
299
4.2.7
MONOPLOTTING
300
4.2.7.1
REGELKOERPER
300
4.2.7.2
DIGITALE OBERFLAECHENMODELLE
301
4.2.8
ENTZERRUNG
302
4.2.8.1
EBENE ENTZERRUNG
302
4.2.8.2
DIFFERENZIELLE
ENTZERRUNG (ORTHOPHOTO)
304
12
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.8.3
BILDMOSAIKE
308
4.3
AUSWERTUNG VON STEREOBILDERN
310
4.3.1
STEREOSKOPISCHES VERFAHREN
310
4.3.1.1
STEREOSKOPISCHE
ZUORDNUNG
310
4.3.1.2
VERKNUEPFUNGSPUNKTE
311
4.3.1.3
ORIENTIERUNGSVERFAHREN
312
4.3.1.4
STEREONORMALFALL
313
4.3.2
EPIPOLARGEOMETRIE
313
4.3.3
RELATIVE ORIENTIERUNG
315
4.3.3.1
KOPLANARITAETSBEDINGUNG
318
4.3.3.2
BERECHNUNG
319
4.3.3.3
MODELLKOORDINATEN
320
4.3.3.4
BERECHNUNG DER EPIPOLARLINIEN
321
4.3.3.5
BERECHNUNG VON NORMALBILDERN
(EPIPOLARBILDER)
322
4.3.3.6
QUALITAETSKRITERIEN
323
4.3.3.7
BESONDERE FAELLE DER
RELATIVEN ORIENTIERUNG
326
4.3.4
FUNDAMENTALMATRIX UND ESSENTIELLE
MATRIX
328
4.3.5
ABSOLUTE ORIENTIERUNG
329
4.3.5.1
MATHEMATISCHES MODELL
329
4.3.5.2
DATUMSFESTLEGUNG
331
4.3.5.3
BERECHNUNG DER
AEUSSEREN ORIENTIERUNGEN
331
4.3.5.4
BERECHNUNG DER RELATIVEN
ORIENTIERUNG AUS AEUSSEREN ORIENTIERUNGEN
332
4.3.6
STEREOSKOPISCHE AUSWERTUNG
4.3.6.1
PRINZIP DER STEREOBILDMESSUNG
4.3.6.2
PUNKTBESTIMMUNG MIT
BILDKOORDINATEN
4.3.6.3
PUNKTBESTIMMUNG MIT
RAEUMLICHER MESSMARKE
4.4
MEHRBILDAUSWERTUNG UND
BUENDELTRIANGULATION
4.4.1
ALLGEMEINES
4.4.1.1
ZIELSETZUNG
4.4.1.2
ENTWICKLUNG
4.4.1.3
DATENFLUSS
4.4.2
MATHEMATISCHES
MODELL
4.4.2.1
AUSGLEICHUNGSANSATZ
4.4.2.2
NORMALGLEICHUNGEN
4.4.2.3
KOMBINIERTE
AUSGLEICHUNG PHOTOGRAMMETRISCHER
UND GEODAETISCHER
BEOBACHTUNGEN
4.4.2.4
AUSGLEICHUNG ZUSAETZLICHER
PARAMETER (KALIBRIERUNG)
4.4.3
OBJEKTKOORDINATENSYSTEM
(DATUMSFESTLEGUNG)
4.4.3.1
RANG- UND
DATUMSDEFEKT
4.4.3.2
PASSPUNKTE
4.4.3.3
DIREKTE GEOREFENZIERUNG
4.4.3.4
FREIE NETZAUSGLEICHUNG
4.4.4
BESCHAFFUNG VON
NAEHERUNGSWERTEN
4.4.4.1
STRATEGIEN ZUR
AUTOMATISCHEN BERECHNUNG VON
NAEHERUNGSWERTEN
370
4.4.4.2
NAEHERUNGSWERTBESTIMMUNG
MIT AUTOMATISCHER
PUNKTMESSUNG
374
4.4.4.3
PRAKTISCHE
ASPEKTE BEI DER NAEHERUNGSWERTBESCHAFFUNG
376
4.4.5
QUALITAETSMASSE
UND ERGEBNISANALYSE
377
4.4.5.1
AUSGABEPROTOKOLL
377
INHALTSVERZEICHNIS
4.4.5.2
4.4.5.3
4.4.5.4
4.4.5.5
4.4.6
S
4.4.6.1
4.4.6.2
4.4.6.3
4.4.7
4.4.7.1
4.4.7.2
4.5
PANORA
4.5.1
2
4.5.2
4.5.2.1
4.5.2.2
4.5.2.3
4.5.3
I
4.5.4
4.5.5
I
4.5.5.1
4.5.5.2
4.6
MEHRIR
4.6.1
I
4.6.1.1
4.6.1.2
4.6.1.3
4.6.1.4
4.6.2
4.6.2.1
4.6.2.2
4.6.3
F,
333
333
334
340
343
343
343
344
346
347
347
349
5
DIGITALE BIK
5.1
GRUND
353
5.1.1
1
357
5.1.2
1
360
5.1.3
1
360
5.1.3.1
361
5.1.3.2
364
5.1.3.3
364
5.1.3.4
368
5.1.3.5
5.2
BILDVC
5.2.1
5.2.1.1
5.2.1.2
5.2.1.3
INHALTSVERZEICHNIS
13
4.4.5.2
SIGMA 0 UND
RUECKPROJEKTIONSFEHLER
378
4.4.5.3
GENAUIGKEIT DER BILDKOORDINATEN
378
4.4.5.4
GENAUIGKEIT DER OBJEKTKOORDINATEN
379
4.4.5.5
GENAUIGKEIT DER SIMULTANKALIBRIERUNG
380
4.4.6
STRATEGIEN ZUR BUENDELAUSGLEICHUNG
382
4.4.6.1
SIMULATION
382
4.4.6.2
DIVERGENZ
383
4.4.6.3
ELIMINATION GROBER DATENFEHLER
384
4.4.7
MEHRBILDMESSUNG
385
4.4.7.1
ALLGEMEINER
RAEUMLICHER VORWAERTSSCHNITT
385
4.4.7.2
DIREKTE BESTIMMUNG
GEOMETRISCHER ELEMENTE
387
4.5
PANORAMAPHOTOGRAMMETRIE
388
4.5.1
ABBILDUNGSMODELL FUER ZYLINDRISCHE
PANORAMABILDER
388
4.5.2
ORIENTIERUNG VON PANORAMABILDERN
391
4.5.2.1
NAEHERUNGSWERTE
391
4.5.2.2
RAEUMLICHER RUECKWAERTSSCHNITT
392
4.5.2.3
BUENDELAUSGLEICHUNG
392
4.5.3
EPIPOLARGEOMETRIE
393
4.5.4
RAEUMLICHER VORWAERTSSCHNITT
395
4.5.5
ENTZERRUNG
VON PANORAMABILDERN
396
4.5.5.1
ORTHOGONALE BILDENTZERRUNG
396
4.5.5.2
TANGENTIALBILDER
396
4.6
MEHRMEDIENPHOTOGRAMMETRIE
397
4.6.1
LICHTBRECHUNG
AN TRENNFLAECHEN
397
4.6.1.1
TRENNFLAECHEN
397
4.6.1.2
PARALLELE EBENE TRENNFLAECHEN
398
4.6.1.3
SPHAERISCHE
TRENNFLAECHEN
401
4.6.1.4
STRAHLVERFOLGUNG DURCH BELIEBIGE LICHTBRECHENDE
FLAECHEN
402
4.6.2
ERWEITERTES MODELL DER
BUENDELTRIANGULATION
404
4.6.2.1
OBJEKTINVARIANTE TRENNFLAECHEN
404
4.6.2.2
BUENDELINVARIANTE TRENNFLAECHEN
405
4.6.3
SPEZIELLE ASPEKTE DER UNTERWASSERPHOTOGRAMMETRIE
406
5
DIGITALE BILDANALYSE
408
5.1
GRUNDLAGEN
408
5.1.1
BILDANALYSEPROZESS
408
5.1.2
PIXELKOORDINATENSYSTEM
409
5.1.3
BILDDATENVERWALTUNG
411
5.1.3.1
BILDPYRAMIDEN
411
5.1.3.2
DATENFORMATE
412
5.1.3.3
BILDKOMPRESSION
414
5.1.3.4
VIDEOFORMATE
416
5.1.3.5
INTEGRALBILDER
417
5.2
BILDVORVERARBEITUNG
418
5.2.1
PUNKTOPERATIONEN
418
5.2.1.1
HISTOGRAMM
418
5.2.1.2
LOOKUP-TABELLEN
420
5.2.1.3
KONTRASTVERARBEITUNG
420
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
5.2.1.4
SCHWELLWERTOPERATIONEN
5.2.1.5
VERKNUEPFUNGEN VON BILDERN
5.2.2
FARBVERARBEITUNG
5.2.2.1 FARBRAEUME
423
425
425
425
5.5.2.1
5.5.2.2
5.5.2.3
5.5.3
5.2.2.2
FARBTRANSFORMATIONEN
428
5.5.3.1
5.2.2.3 FARBKALIBRIERUNG
431
5.5.3.2
5.2.2.4 FARBKOMBINATIONEN 432
5.5.3.3
5.2.3
FILTERVERFAHREN
434
5.5.3.4
5.2.3.1
ORTS- UND FREQUENZRAUM 434
5.5.3.5
5.2.3.2 GLAETTUNGSFILTER 437
5.5.3.6
5.2.3.3
MORPHOLOGISCHE OPERATIONEN 439
5.5.4
5.2.3.4 WALLIS-FILTER
441
5.5.4.1
5.2.4
KANTENEXTRAKTION
443
5.5.4.2
5.2.4.1
ABLEITUNGSFILTER 1. ORDNUNG 443
5.5.5
5.2.4.2
ABLEITUNGSFILTER 2. ORDNUNG
445
5.5.5.1
5.2.4.3 LAPLACE-OF-GAUSSIAN-FILTER 447
5.5.5.2
5.2.4.4 SCHAERFEFILTER
448
5.5.5.3
5.2.4.5 HOUGH-TRANSFORMATION 449
5.5.5.4
5.2.4.6
ERWEITERTE KANTEN-OPERATOREN 450
5.5.6
5.2.4.7 SUBPIXEL-INTERPOLATION 452
5.5.6.1
5.3
GEOMETRISCHE UMBILDUNG 455
5.5.6.2
5.3.1
GRUNDLAGEN DER UMBILDUNG
456
5.5.6.3
5.3.2
GRAUWERTINTERPOLATION
457
5.5.6.4
5.3.3
TEXTURIERTE DARSTELLUNGEN 460
5.5.7
;
5.3.3.1 TEXTURPROJEKTION 460
5.5.7.1
5.3.3.2
SYNTHETISCHE BILDER
462
5.5.7.2
5.4
DIGITALE EINZELBILDAUSWERTUNG
462
5.5.7.3
5.4.1
NAEHERUNGSWERTE FUER ZIELMARKEN
462
5.5.7.4
5.4.1.1 MOEGLICHKEITEN 462
5.5.7.5
5.4.1.2
SEGMENTIERUNG PUNKTFOERMIGER MUSTER 463
5.4.2
MESSUNG PUNKTFOERMIGER MERKMALE 465
6
MESSAUFGAL
5.4.2.1 BILDSCHIRMMESSUNG 465
6.1
UEBERSI
5.4.2.2
SCHWERPUNKTVERFAHREN 465
6.2
ZIELM
5.4.2.3 KORRELATIONSVERFAHREN
467 6.2.1
;
5.4.2.4 KLEINSTE-QUADRATE-ANPASSUNG
469
6.2.1.1
5.4.2.5
STRUKTURELLE MESSVERFAHREN
474
6.2.1.2
5.4.2.6 GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 477
6.2.13
5.4.3
MERKMALSEXTRAKTION 478
6.2.1.4
5.4.3.1 INTEREST-OPERATOREN 478
6.2.2
5.4.3.2 FOERSTNER-OPERATOR 480
6.2.2.1
5.4.3.3 SUSAN-OPERATOR
482
6.2.2.2
5.4.3.4
FAST-OPERATOR
483
6.2.23
5.4.3.5 SIFT-OPERATOR 484
6.2.2.4
5.4.3.6
SURF-OPERATOR
486
6.3
REALIS
5.4.3.7 ORB-OPERATOR 487
6.3.1
5.5
BILDZUORDNUNG UND 3D-OBJEKTREKONSTRUKTION
488
6.3.1.1
5.5.1
UEBERSICHT
488
6.3.1.2
5.5.2
STRATEGIEN ZUR ZUORDNUNG NICHT ORIENTIERTER BILDER
492
6.3.2
14
INHALTSVERZEICHNIS
15
5.5.2.1
CODIERTE ZIELMARKEN
492
5.5.2.2
STRUCTURE-FROM-MOTION
492
5.5.2.3
MASKIERUNG
494
5.5.3
AEHNLICHKEITSMASSE
495
5.5.3.1
SUMMEN VON DIFFERENZEN
495
5.5.3.2
CENSUS UND HAMMING-DISTANZ
496
5.5.3.3
HASHING
496
5.5.3.4
NORMIERTE KREUZKORRELATION
497
5.5.3.5
LEAST-SQUARES MATCHING
498
5.5.3.6
EUKLIDISCHE
DISTANZ VON MERKMALSVEKTOREN
498
5.5.4
ZUORDNUNGSVERFAHREN
IM
STEREOBILDPAAR
499
5.5.4.1
ZUORDNUNG MIT EPIPOLARBEDINGUNGEN
499
5.5.4.2
SEMI-GLOBALES MATCHING
501
5.5.5
MEHRBILDZUORDNUNG
504
5.5.5.1
MULTI-VIEW
STEREO
505
5.5.5.2
ZUORDNUNG
IM ORIENTIERTEN BILDTRIPEL
505
5.5.5.3
ZUORDNUNG IN BELIEBIG VIELEN BILDERN
507
5.5.5.4
MEHRBILDZUORDNUNG NACH KLEINSTEN QUADRATEN
508
5.5.6
OBJEKTRAUMBASIERTE
ZUORDNUNGSVERFAHREN
512
5.5.6.1
OBJEKTGESTUETZTE MEHRBILDZUORDNUNG
513
5.5.6.2
MEHRBILDZUORDNUNG MIT OBERFLAECHENRASTERN
516
5.5.6.3
OBJEKTBASIERTES SEMI-GLOBALES
MEHRBILDMATCHING (OSGM)
519
5.5.6.4
WEITERE OBJEKTBASIERTE ZUORDNUNGSVERFAHREN
521
5.5.7
ZUORDNUNG IN BILDSEQUENZEN
524
5.5.7.1
2D-OBJEKTVERFOLGUNG IN EINZELBILDSEQUENZEN
525
5.5.7.2
3D-OBJEKTREKONSTRUKTION AUS EINZELBILDSEQUENZEN
529
5.5.7.3
OBJEKTVERFOLGUNG IN MEHRKAMERA-BILDSEQUENZEN
529
5.5.7.4
PRAEDIKTION VON FOLGEPUNKTEN
(KAIMAN-FILTER)
530
5.5.7.5
SIMULTANEOUS LOCALIZATION AND MAPPING (SLAM)
532
6
MESSAUFGABEN UND MESSSYSTEME
535
6.1
UEBERSICHT
535
6.2
ZIELMARKEN
535
6.2.1
ZIELMARKENTYPEN
535
6.2.1.1
KREISFOERMIGE ZIELMARKEN
535
6.2.1.2
KUGELFOERMIGE ZIELMARKEN
538
6.2.1.3
LINIENHAFTE ZIELMARKEN
540
6.2.1.4
MARKEN MIT CODIERTER PUNKTNUMMER
540
6.2.2
ZIELMARKENSYSTEME
542
6.2.2.1
ZENTRIERBARE ZIELMARKEN
542
6.2.2.2
SIGNALISIERTE HANDTASTER
542
6.2.2.3
MESSADAPTER
543
6.2.2.4
6DOF-ZIELMARKEN
545
6.3
REALISIERUNG VON REFERENZSYSTEMEN
546
6.3.1
BEZUGSSYSTEME
546
6.3.1.1
MASSSTABSDEFINITION
546
6.3.1.2
DEFINITION VON REFERENZKOORDINATENSYSTEMEN
547
6.3.2
MESSSYSTEME
548
INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS
6.3.2.1
VIDEOTACHYMETER UND MULTISTATIONEN
6.3.2.2 LASERTRACKER
6.4
INTERAKTIVE MESS- UND AUSWERTESYSTEME
548
549
551
6.8.2
6.8.3
1
6.9
REGIST
6.4.1
PROGRAMME MIT CAD-FUNKTIONEN 551
6.9.1
6.4.2 STRUCTURE-FROM-MOTION-PROGRAMME 553
6.9.2
I
6.4.3
INDUSTRIELLE OFFLINE-AUSWERTESYSTEME 554
6.9.2.1
6.4.4
PROGRAMME FUER AUSBILDUNGSZWECKE
555
6.9.2.2
6.5
TAKTIL ANTASTENDE SYSTEME
557
6.9.2.3
6.5.1
MESSPRINZIP
557
6.9.3
6.5.2 EINKAMERASYSTEME 558
6.9.4
6.5.2.1
EINKAMERASYSTEME MIT HANDTASTER
558
6.9.5
6.5.2.2
MESSTASTER
MIT INTEGRIERTER KAMERA
559
6.9.6
6.5.3
ZWEI- UND MEHRKAMERASYSTEME
560
6.9.6.1
6.6
INDUSTRIELLE
SYSTEME ZUR MESSUNG PUNKTFOERMIGER MERKMALE
562
6.9.6.2
6.6.1
MOBILE INDUSTRIELLE PUNKTMESSSYSTEME 562
6.9.7
6.6.1.1 OFFLINE-PHOTOGRAMMETRIESYSTEME
562
6.10 SYSTEN
6.6.1.2 ONLINE-PHOTOGRAMMETRIESYSTEME 564
6.10.1
6.6.1.3 STEREOKAMERASYSTEME 567
6.10.1.1
6.6.2
STATIONAERE INDUSTRIELLE ONLINE-MESSSYSTEME
568
6.10.1.2
6.6.2.1
SYSTEM ZUR VERMESSUNG VON ROHRLEITUNGEN
569
6.10.2
6.6.2.2
POSITIONIERSYSTEM FUER STAHLPLATTEN 570
6.10.2.1
6.6.2.3
MEHRKAMERASYSTEM MIT PUNKTPROJEKTION
570
6.10.2.2
6.7
SYSTEME ZUR
OBERFLAECHENMESSUNG 571
6.10.2.3
6.7.1
UEBERBLICK
571
6.10.2.4
6.7.1.1
AKTIVE UND PASSIVE SYSTEME
571 6.10.3
1
6.7.1.2
OBERFLAECHENTEXTUREN 573
6.11 MESSS:
6.7.2
LASERTRIANGULATION
574
6.11.1
1
6.7.3
STREIFENPROJEKTIONSSYSTEME
575
6.11.1.1
6.7.3.1
STATISCHE STREIFENPROJEKTION
575
6.11.1.2
6.7.3.2
DYNAMISCHE STREIFENPROJEKTION (PHASEN-SCHIEBE-VERFAHREN) 576
6.11.2
1
6.7.3.3
CODIERTES LICHTSCHNITTVERFAHREN 577
6.11.2.1
6.7.3.4
APERIODISCHE STREIFENPROJEKTION 578
6.11.2.2
6.7.3.5
EINKAMERASYSTEME MIT STREIFENPROJEKTION 579
6.11.2.3
6.7.3.6
MEHRKAMERASYSTEME MIT STREIFENPROJEKTION
581
6.11.2.4
6.7.4
SYSTEME MIT
PUNKT- UND GITTERFOERMIGEN MUSTERN 583
6.12
VISUAL
6.7.4.1
MEHRKAMERASYSTEME
MIT RASTERPROJEKTION 583
6.12.1
1
6.7.4.2
MEHRKAMERASYSTEM MIT GITTERPROJEKTION 584
6.12.2
6.7.4.3
MEHRKAMERASYSTEME MIT MUSTERGRAVUR 584
6.12.2.1
6.7.5
SYSTEME MIT STOCHASTISCHEN MUSTERN 585
6.12.2.2
6.7.5.1
ZWEIKAMERASYSTEME
MIT ZUFALLSMUSTERPROJEKTION 585
6.12.3
6.7.5.2
OBERFLAECHENERFASSUNG MIT TEXTURFOLIEN 586
6.7.5.3
MESSUNG DYNAMISCHER OBERFLAECHENAENDERUNGEN
587 7 PROJEKTPLAN
6.7.6
3D-KAMERAS (RANGE CAMERAS) 589 7.1
PROJEK
6.7.6.1 KINECT
590
7.1.1
6.7.6.2
NEUE ENTWICKLUNGEN VON 3D-KAMERAS 591
7.1.2
6.7.6.3 LICHTFELDKAMERAS 592
7.1.3
1
6.8
LASERSCANNING-SYSTEME
593
7.1.4
I
6.8.1
3D-LASERSCANNER
593
7.1.4.1
16
INHALTSVERZEICHNIS
17
6.8.2
2D- UND
1D-LASERSCANNING
599
6.8.3
PANORAMASYSTEME
MIT
LASERDISTANZMESSUNG
600
6.9
REGISTRIERUNG UND ORIENTIERUNG
VON BILDERN UND
SCANS
602
6.9.1
MEHRBILDPHOTOGRAMMETRIE
602
6.9.2
ORIENTIERUNGSMESSUNG
MIT OBJEKTPUNKTEN
604
6.9.2.1
ORIENTIERUNG MIT UNBEKANNTEN
REFERENZPUNKTEN
604
6.9.2.2
ORIENTIERUNG MIT
BEKANNTEN REFERENZPUNKTEN
604
6.9.2.3
ORIENTIERUNG MIT
OBERFLAECHENMERKMALEN
605
6.9.3
ORIENTIERUNGSMESSUNG
MIT EXTERNEM
KAMERASYSTEM
606
6.9.4
ORIENTIERUNGSMESSUNG
MIT
MECHANISCHEN
SYSTEMEN
607
6.9.5
ORIENTIERUNGSMESSUNG
MIT EXTERNEN
SYSTEMEN UND
PASSPUNKTEN
608
6.9.6
VERKNUEPFUNG VON
PUNKTWOLKEN
(REGISTRIERUNG)
609
6.9.6.1
REGISTRIERUNG
MIT SIGNALISIERTEN
3D-PUNKTEN
609
6.9.6.2
ITERATIVE CLOSEST
POINT (ICP)
610
6.9.7
ICP-BASIERTE
SCANNER
611
6.10
SYSTEME
ZUR MESSUNG
DYNAMISCHER
VORGAENGE
612
6.10.1
RELATIVBEWEGUNGEN
ZWISCHEN OBJEKT
UND AUFNAHMESYSTEM
613
6.10.1.1
RUHENDES
OBJEKT
613
6.10.1.2
BEWEGTES
OBJEKT
614
6.10.2
AUFNAHME VON
KINEMATISCHEN
VORGAENGEN
615
6.10.2.1
KAMERASYSTEM
ZUR
ROBOTERKALIBRIERUNG
615
6.10.2.2
HIGHSPEED-6DOF-SYSTEM
617
6.10.2.3
AUFNAHME MIT
HIGHSPEEDKAMERAS
617
6.10.2.4
PARTICLE IMAGE
VELOCIMETRY
618
6.10.3
BEWEGUNGSANALYSE
619
6.11
MESSSYSTEME
AUF MOBILEN
PLATTFORMEN
620
6.11.1
MOBILE-MAPPING-SYSTEME
620
6.11.1.1
MOBILE MAPPING IM
AUSSENBEREICH
620
6.11.1.2
MOBILE
MAPPING IM
INNENBEREICH
623
6.11.2
LUFTBILDAUFNAHMEN
IM
NAHBEREICH
623
6.11.2.1
FLUGSYSTEME
623
6.11.2.2
SENSORTECHNIK
625
6.11.2.3
FLUGPLANUNG
627
6.11.2.4
PHOTOGRAMMETRISCHE
AUSWERTUNG
630
6.12
VISUALISIERUNGSSYSTEME
632
6.12.1
DIGITALE
STEREOAUSWERTESYSTEME
632
6.12.2
AR/VR-SYSTEME
633
6.12.2.1
VR-SYSTEME
634
6.12.2.2
AR/MR-SYSTEME
635
6.12.3
INDUSTRIELLE
3D-PROJEKTIONSSYSTEME
635
7
PROJEKTPLANUNG
UND OPTIMIERUNG
637
7.1
PROJEKTPLANUNG
637
7.1.1
PLANUNGSKRITERIEN
637
7.1.2
GENAUIGKEITSFRAGEN
638
7.1.3
RESTRIKTIONEN
DER AUFNAHMEKONFIGURATION
639
7.1.4
GENAUIGKEITSABSCHAETZUNG DURCH
SIMULATION
642
7.1.4.1
VARIANZ-KOVARIANZ-FORTPFLANZUNG
642
4
E
;
E
R
;
E
T
18
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
7.1.4.2
MONTE-CARLO-SIMULATION
644
8.1.2
I
7.1.4.3
UNSCENTED TRANSFORMATION
646
8.1.2.1
7.1.4.4
BOOTSTRAP-SIMULATION
647
8.1.2.2
7.1.5
DESIGN
DER AUFNAHMEANORDNUNG
648
8.1.2.3
7.1.5.1 NETZDESIGN
648
8.2
OBJEKT
7.1.5.2
MASSSTAB
651
8.2.1
I
7.2
QUALITAETSKRITERIEN
UND GENAUIGKEITSANALYSE
653
8.2.1.1
7.2.1
STATISTISCHE
KENNGROESSEN
653
8.2.1.2
7.2.1.1
INNERE GENAUIGKEIT
653
8.2.1.3
7.2.1.2
AEUSSERE
GENAUIGKEIT
654
8.2.1.4
7.2.1.3
RELATIVE GENAUIGKEIT
655
8.2.2
7.2.2
MESSTECHNISCHE KENNGROESSEN
656
8.2.2.1
7.2.2.1 MESSUNSICHERHEIT
656
8.2.2.2
7.2.2.2
MESSABWEICHUNG
657
8.2.2.3
7.2.2.3
REFERENZWERT, RICHTIGER WERT
UND WAHRER WERT
657
8.2.2.4
7.2.2.4
GENAUIGKEIT
657
8.2.2.5
7.2.2.5
PRAEZISION
658
8.3
3D-SU
7.2.2.6
TOLERANZ
658
8.3.1
7.2.2.7 AUFLOESUNG
658
8.3.2
7.2.3
PRUEFUNG
OPTISCHER 3D-MESSSYSTEME
659
8.3.3
1
7.2.3.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN
659
8.4
INGENT
7.2.3.2
ABGRENZUNG ZU MECHANISCHEN
KOORDINATENMESSGERAETEN
661
8.4.1
7.2.3.3 PRUEFKOERPER
662
8.4.1.1
7.2.3.4
PRUEFUNG
PUNKTFOERMIG ANTASTENDER SYSTEME
664
8.4.1.2
7.2.3.5
PRUEFUNG
FLAECHENHAFT ANTASTENDER
SYSTEME
668
8.4.1.3
7.3
STRATEGIEN ZUR
KAMERAKALIBRIERUNG
671
8.4.2
1
7.3.1
KALIBRIERVERFAHREN
671
8.4.2.1
7.3.1.1
TESTFELDKALIBRIERUNG
673
8.4.2.2
7.3.1.2
PLUMBLINE-KALIBRIERUNG
675
8.4.3
1
7.3.1.3
SIMULTANKALIBRIERUNG
676
8.4.3.1
7.3.1.4
SYSTEMKALIBRIERUNG
677
8.4.3.2
7.3.2
AUFNAHMEKONFIGURATIONEN
677
8.4.4
1
7.3.2.1
KALIBRIERUNG MIT EBENEM
PUNKTFELD
677
8.5
INDUST
7.3.2.2
KALIBRIERUNG MIT
RAEUMLICHEM PUNKTFELD
678
8.5.1
1
7.3.2.3
KALIBRIERUNG MIT
BEWEGTEM MASSSTAB
679
8.5.1.1
7.3.3
KALIBRIERUNG
SPEZIELLER AUFNAHMESYSTEME
680
8.5.1.2
7.3.3.1
KALIBRIERUNG VON
STEREO- UND MEHRKAMERASYSTEMEN
680
8.5.2
7.3.3.2
KALIBRIERUNG VON FISHEYE-KAMERAS
681
8.5.2.1
7.3.3.3
KALIBRIERUNG VON
UNTERWASSER-KAMERAS
682
8.5.2.2
7.3.4
QUALITAETSKRITERIEN
FUER DIE KAMERAKALIBRIERUNG
683
8.5.2.3
7.3.5
PROBLEME BEI DER
SIMULTANKALIBRIERUNG
684
8.5.3
8.5.3.1
8
ANWENDUNGSBEISPIELE
688
8.5.3.2
8.1
ARCHITEKTUR,
ARCHAEOLOGIE UND
DENKMALPFLEGE
688
8.5.3.3
8.1.1
PHOTOGRAMMETRISCHE
BAUAUFNAHME
688
8.5.4
8.1.1.1
ZEICHNUNGEN
690
8.6 UNTEN
8.1.1.2
3D-GEBAEUDEMODELLE
690
8.6.1
'
8.1.1.3
BILDPLAENE
UND ORTHOPHOTOS
691
8.6.2
1
INHALTSVERZEICHNIS
19
8.1.2
BEISPIELE PHOTOGRAMMETRISCHER OBJEKTREKONSTRUKTIONEN
692
8.1.2.1
TORHAUS SEEDORF
692
8.1.2.2
MAILAENDER DOM
693
8.1.2.3
KLOSTER LURDJI
695
8.2
OBJEKTE DES KULTURERBES
696
8.2.1
KUNSTGEGENSTAENDE UND
MUSEUMSOBJEKTE
696
8.2.1.1
STATUEN UND SKULPTUREN
697
8.2.1.2
TOTENMASKE DES TUTANCHAMUN
698
8.2.1.3
SARKOPHAG DER EHELEUTE
698
8.2.1.4
GOETHE-ELEFANTENSCHAEDEL
699
8.2.2
ARCHAEOLOGISCHE AUSGRABUNGEN
700
8.2.2.1
3D-DOKUMENTATION VON POMPEJI
700
8.2.2.2
HADRIANSTEMPEL
701
8.2.2.3
GRABKAMMER OTZING
702
8.2.2.4
VERMESSUNG DER BREMER KOGGE
704
8.2.2.5
GROSSSTEINGRAB KLEINENKNETEN
705
8.3
3D-STADT- UND LANDSCHAFTSMODELLE
707
8.3.1
STADTMODELLE
707
8.3.2
ABLEITUNG VON GELAENDEMODELLEN AUS MULTISPEKTRALEN BILDDATEN
708
8.3.3
LANDSCHAFTSMODELL
AUS LASERSCANNING UND PHOTOGRAMMETRIE
710
8.4
INGENIEURVERMESSUNG UND BAUWESEN
711
8.4.1
3D-ERFASSUNG KOMPLEXER OBJEKTE
711
8.4.1.1
AS-BUILT-DOKUMENTATION
711
8.4.1.2
BUILDING INFORMATION MODELING
712
8.4.1.3
TREPPENVERMESSUNG
714
8.4.2
DEFORMATIONSMESSUNGEN
714
8.4.2.1
DEFORMATIONSMESSUNGEN AN BETONWANNEN
715
8.4.2.2
ERFASSUNG VON ROTORBLAETTERN AN WINDENERGIEANLAGEN
716
8.4.3
MATERIALPRUEFUNG
718
8.4.3.1
OBERFLAECHENMESSUNG AN MAUERFUGEN
718
8.4.3.2
BAUPHYSIKALISCHE BELASTUNGSVERSUCHE
719
8.4.4
DACH- UND FASSADENVERMESSUNG
720
8.5
INDUSTRIELLE MESSTECHNIK
721
8.5.1
KRAFTWERKS-
UND ANLAGENBAU
722
8.5.1.1
WINDKRAFTANLAGEN
722
8.5.1.2
TEILCHENBESCHLEUNIGER
724
8.5.2
LUFT- UND RAUMFAHRTINDUSTRIE
725
8.5.2.1
VORRICHTUNGSBAU
725
8.5.2.2
FERTIGUNGSKONTROLLE
726
8.5.2.3
ANTENNENVERMESSUNG
727
8.5.3
AUTOMOBIL- UND FAHRZEUGBAU
728
8.5.3.1
RAPID PROTOTYPING UND REVERSE ENGINEERING
729
8.5.3.2
FAHRZEUGSICHERHEITSVERSUCH
730
8.5.3.3
FAHRZEUGDEFORMATIONEN
732
8.5.4
SCHIFFBAU
732
8.6
UNTERWASSERPHOTOGRAMMETRIE
734
8.6.1
VERMESSUNG VON WASSEROBERFLAECHEN
734
8.6.2
UNTERWASSER-SCHWEISSNAHTMESSUNG
735
20
INHALTSVERZEICHNIS
8.6.3
UNTERWASSERPHOTOGRAMMETRIE
AM WRACK DER
COSTA CONCORDIA
737
8.7
MEDIZIN
738
8.7.1
FLAECHENHAFTE OBJEKTERFASSUNG
739
8.7.2
NAVIGATIONSSYSTEME
740
8.8
SONSTIGE ANWENDUNGSBEREICHE
742
8.8.1
FORENSISCHE
ANWENDUNGEN
742
8.8.1.1
UNFALLVERMESSUNG
742
8.8.1.2
TATREKONSTRUKTION
743
8.8.1.3
ANTHROPOLOGISCHE ANSAETZE
745
8.8.2
NATURWISSENSCHAFTLICHE ANWENDUNGEN
745
8.8.2.1
BEOBACHTUNG VON
GLETSCHERBEWEGUNGEN
746
8.8.2.2
ERDWISSENSCHAFTEN
747
8.8.2.3
ENTOMOLOGIE (INSEKTENKUNDE)
749
8.8.2.4
VERMESSUNG EINER SEIFENBLASE
750
9
LITERATURVERZEICHNIS
751
9.0
LEHRBUECHER
UND MONOGRAPHIEN
751
9.0.1
PHOTOGRAMMETRIE
751
9.0.2
OPTIK, KAMERA- UND AUFNAHMETECHNIK
751
9.0.3
DIGITALE BILDVERARBEITUNG, COMPUTER
VISION UND MUSTERERKENNUNG
752
9.0.4
MATHEMATIK UND
3D-COMPUTERGRAFIK
752
9.0.5
AUSGLEICHUNGSRECHNUNG
UND STATISTIK
753
9.0.6
INDUSTRIEMESSTECHNIK, OPTISCHE
3D-MESSTECHNIK, QUALITAETSKONTROLLE
753
9.0.7
ANWENDUNGEN
754
9.1
KAP. 1 EINFUEHRUNG
754
9.2
KAP. 2
MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN
757
9.2.1
TRANSFORMATIONEN
UND GEOMETRIE
757
9.2.2
AUSGLEICHUNGSRECHNUNG
757
9.3
KAP. 3
AUFNAHMETECHNIK
758
9.3.1
OPTIK UND ABTASTUNG
758
9.3.2
MODELLIERUNG UND
KALIBRIERUNG
758
9.3.3
SENSOREN UND KAMERAS
761
9.3.4
SIGNALISIERUNG UND BELEUCHTUNG
762
9.4
KAP. 4
ANALYTISCHE AUSWERTEVERFAHREN
763
9.4.1
ANALYTISCHE PHOTOGRAMMETRIE
763
9.4.2
BUENDELAUSGLEICHUNG
764
9.4.3
MEHRMEDIENPHOTOGRAMMETRIE
766
9.4.4
PANORAMAPHOTOGRAMMETRIE
767
9.5
KAP. 5 DIGITALE BILDANALYSE
767
9.5.1
GRUNDLAGEN UND BILDVERARBEITUNG
767
9.5.2
MUSTERERKENNUNG
UND BILDZUORDNUNG
768
9.6
KAP. 6 MESSAUFGABEN UND
MESSSYSTEME
772
9.6.1
ZIELMARKEN- UND REFERENZSYSTEME
772
9.6.2
INTERAKTIVE MESS- UND AUSWERTESYSTEME
773
9.6.3
MESSUNG VON
PUNKTEN UND KONTUREN
774
9.6.4
LASERBASIERTE
UND GEODAETISCHE
MESSSYSTEME
774
9.6.5
MESSUNG
VON OBERFLAECHEN
775
9.6.6
3D-KAMERAS
776
INHALTSVERZEICHNIS
9.6.7
1
9.6.8
1
9.7
KAP. 7
9.7.1
9.7.2
9.7.3
9.8
KAP. 8
9.8.1
9.8.2
1
9.8.3
1
9.8.4
1
9.9
SONSTIG
9.9.1
1
9.9.2
ABKUERZUNGSVERZE
BILDNACHWEIS
STICHWORTVERZEICL
INHALTSVERZEICHNIS
21
9.6.7
REGISTRIERUNG UND
ORIENTIERUNG
776
9.6.8
DYNAMISCHE UND MOBILE SYSTEME
777
9.7
KAP.
7 PROJEKTPLANUNG UND
OPTIMIERUNG
778
9.7.1
PROJEKTPLANUNG UND
SIMULATION
778
9.7.2
QUALITAETSKRITERIEN UND GENAUIGKEITSANALYSE
779
9.7.3
KAMERAKALIBRIERUNG
780
9.8
KAP. 8
ANWENDUNGSBEISPIELE
781
9.8.1
ARCHITEKTUR, ARCHAEOLOGIE, STADTMODELLE
781
9.8.2
INGENIEUR- UND
INDUSTRIEANWENDUNGEN
783
9.8.3
UNTERWASSERPHOTOGRAMMETRIE
785
9.8.4
MEDIZIN,
FORENSIK, NATURWISSENSCHAFTEN
786
9.9
SONSTIGE
INFORMATIONSQUELLEN
787
9.9.1
NORMEN UND RICHTLINIEN
787
9.9.2
ARBEITSGRUPPEN
UND KONFERENZEN
788
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
790
BILDNACHWEIS
794
STICHWORTVERZEICHNIS
798
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Kameras sind heute integraler Bestandteil zahlloser Messgeräte und Messsysteme. Die in vielen Teilen automatisierte Auswertung digitaler Messbilder erlaubt die wirtschaftliche und genaue Erfassung praktisch beliebiger dreidimensionaler Objekte sowohl in statischen als auch in dynamischen Anwendungen. In vielen Bereichen ist die Photogrammetrie zu einem anerkannten und leistungsfähigen 3D-Messverfahren herangereift. Obwohl die Photogrammetrie bereits seit etwa 160 Jahren bekannt ist und, neben den Luftbildanwendungen, schon immer durch vielfältige Anwendungen im Nahbereich (terrestrische Photogrammetrie) gekennzeichnet war, erscheint sie vielen Nicht-Photogrammetern nach wie vor als ein sehr komplexes Verfahren. Gerade im Bereich der Architektur-, Ingenieur- und Industrieanwendungen sind die Möglichkeiten und Grenzen der Photogrammetrie oft nicht genügend bekannt. Zu einem ausreichenden Verständnis des Verfahrens gehören Grundkenntnisse in Optik, Aufnahmetechnik, Ausgleichungsrechnung und Transformationen, Digitaler Bildverarbeitung, CAD-Methoden sowie Auswerteverfahren und Auswertesystemen. Ohne diese Kenntnisse sind Entscheidungen für den sinnvollen Einsatz der Nahbereichsphotogrammetrie in der Praxis kaum möglich. 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