1 fotogrametrija

8/15/2019 1 Fotogrametrija

1/25

4/1/13

1

Uvod u fotogrametriju idaljinsku detekciju

Literatura

! Karl Klaus

"

Photogrammetry: Geometry from Images andLaser Scans

! Ocene

" Prisustvo 5

" Zadaci 6X5=30

"

Kolokviju 1= 20

"

Kolokvijum 2 = 20

"

Usmeni = 25


2/25

4/1/13

2

Sadr !aj

! Uvod

! Matemati"ke postavke

! Fizikalna realnost fotogrametrijskog snimka

! Stereorestitucija

! Fotogrametrijska triangulacija! Ortofoto

! Digitalna fotogrametrija

! Daljinska detekcija

#ta je fotogrametrija?

! Fotogrametrija je tehnologija za prikupljanje

pouzdanih 3D informacija o fizi!kim objektima i

okru"enju kroz proces snimanja, merenja i

interpretacije fotografskih slika.

! Cilj fotogrametrije je verna rekonstrukcijasnimljenog 3D prostora.


3/25

4/1/13

3

Primena fotogrametrije

Od fotografija se dobijaju

" Stvarne koordinate ta!aka na snimljenim objektima

" Karte i planovi

! topografske karte

" Ortorektifikovane fotografije

" Digitalni modeli terena

" Digitalni 3D modeli objekata

bez kontakta sa objektom (ili povr #inom) koji semeri, i sa unapred poznatom ta!no#$u. Na ta!nostnajvi#e uti!e razmera fotografije.

Aerofotogrametrija


4/25

4/1/13

4

Bliskopredmetna fotogrametrija


5/25

4/1/13

5


6/25

4/1/13

6


7/25

4/1/13

7

Klasifikacija


8/25

4/1/13

8

Primena fotogrametrije

! Fotogrametrija se koristi kada je potrebna 3D

rekonstrukcija

" proizvodnja karata; geografski informacioni sistemi

(GIS); premer (arhitektura, analiza udesa)

" snimanje u medicini (rekonstrukcija organa)

" vozila (izbegavanje sudara)

" rudarstvo i te#ka industrija (onlajn kontrola kvaliteta)

"

virtualna realnost (simulatori)

Za$to fotogrametrija?

! Zna!ajna u#teda vremena i novca

! Vi#e informacija o snimljenom objektu

! Merenje nepristupa!nih objekata


9/25

4/1/13

9

Principi fotogrametrije

Principi fotogrametrije

Fotogrametrija je nauka o kori#$enju 2D fotografija za ta!na merenja u 3D

prostoru. Da bi to bilo mogu$e potrebno je na neki na!in rekonstruisati

informacije izgubljene u procesu snimanja.

Lokacija bilo koje ta!ke na slici mo"e

biti predstavljena sa samo dve koordinate:

(x,y). Fotografije su samo dvodimenzio-

nalne.

Lokacija bilo koje ta!ke u realnom svetu

mo"e biti opisana sa tri koordinate:

(x,y,z), (geografskom #irinom, geografskom

du"inom, visinom), itd.

Realni svet je trodimenzionalan.


10/25


11/25

4/1/13

11

Centralna projekcija

! Matemati"ke osnove formiranjaslike

! O: Projekcioni centar (pozicijakamere)

! PP: Osnovna ta"ka (presekopti"ke ose i slike)

! f: !i!na daljina, osnovno

rastojanje, konstatna za kameru

! P: ta"ka u prostoru

! P’: slika ta"ke P

negativ

dijapozitiv

Ako je poznata

" ta"na lokacija kamere, O,

" ta"na orijentacija ravni slike u odnosu na nekikoordinatni sistem

" rastojanje PP-P’(u koordinatnom sistemu senzora)

Linija na kojoj se nalazi ta"ka P je jedinstvenoodre%ena. Ali ne postoji na"in da se odredita"na lokacija ta"ke P na toj liniji. Da bi seta"no odredila pozicija ta"ke P, potrebna je

jo$ jedna linija koja preseca prvu liniju u ta"kiP. To je osnova fotogrametrije.


12/25

4/1/13

12

The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, orthe image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red xstill appears, you may have to delete the image and then insert it again.

Stereoskopska vizija

Stereoskopska vizija

! Ako je objekat fotografisan iz dve razli"ite pozicije,

linija izme%u dva projekciona centra se naziva

“osnova”. Ako obe fotografije imaju pravce

posmatranja, koji su me%usobno paralelni inormalni na osnovu (takozvani, „normalni slu"aj“),

onda one imaju sli"e osobine kao i dve slike kojehvataju ljudske o"i. Zbog toga, preklopna povr $inatakve dve fotografije (koja se naziva „stereopar“)

mo!e biti posmatrana u 3D, simuliraju&i ljudskistereoskopski vid.


13/25

4/1/13

13

O1 O2

PP1 PP2

P

P’1 P’2

f

Pozicija ta!ke P je jedinstveno odre&ena presekom linija

P’1O1 i P’2O2

Principi stereofotogrametrije

Koordinatni sistemi i transformacije

1. Koordinatni sistem digitalne slike

2. Koordinatni sistem senzora

3. Koordinatni sistem modela

4. Koordinatni sistem terena

1. 2. 3. 4.

Internaorijentacija

Relativnaorijentacija

Apsolutnaorijentacija


14/25

4/1/13

14

Koordinatni sistem digitalne slikeThe image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted.Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again.

Koordinatni sistem senzora


15/25

4/1/13

15

Koordinatni sistem modela

Koordinatni sistem terena


16/25

4/1/13

16

Unutra$nja orijentacija

! Da bi se iskoristila centralna projekcija,potrebna je metri"ka slika i dobar koordinatnisistem slike:

! potrebno je poznavati"

lokaciju PP, osnovne ta"ke, na slici (sa koordinatama x=0, y=0 ukoordinatnom sistemu senzora).

" pravac x ose (k.s. senzora)

"

!i!nu daljinu f .

" ovo se obi"no odre%uje u procesu kalibracije kamere

(!i!na daljina i koordinate fiducijalnih markera u k.s. senzora suizmereni i zapisani u izve$taju)

Unutra$nja orijentacija


17/25

4/1/13

17

Odre%ivanje spolja$njeorijentacije

Relativna orijentacija:

!

Lokacije ta!aka se mere u proizvoljnom koordinatnom sistemu

!

Razmera se obi!no odre&uje tako #to je poznato rastojanje izme&u pozicija kamere i/ili rastojanje izme&u ta!aka na sceni

! Sve fotografije u projektu moraju biti me&usobno “ povezane”

Apsolutna orijentacija:

! Lokacije svih ta!aka se odre&uju u koordinatnom sistemu realnogsveta pomo$u poznatih ta!aka (kontrolne ta!ke i/ili projekcioni centrikamere)

!

Zahtevane su najmanje tri ta!ke sa poznatim koordinatama (bez obzirakoliko se fotografija koristi)

Vezne ta"ke


18/25

4/1/13

18

Spolja$nja orijentacija - relativna

The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or theimage may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x stillappears, you may have to delete the image and then insert it again.

Spolja$nja orijentacija - apsolutna


19/25

4/1/13

19

z

(X0,Y0,Z0)

X

Y

Zx

y

!

#

$

x

y

P

Projekcioni centar

Spolja$nja orijentacija

Spolja$nja orijentacija

! X0 - X koordinata projekcionog centra kamere

! Y0 - Y koordinata projekcionog centra kamere

! Z0 - Z koordinata projekcionog centra kamere

! ! "

rotacija koordinatnog sistema slike oko X ose

! # " rotacija koordinatnog sistema slike oko Y ose

! $ "

rotacija koordinatnog sistema slike oko Z ose


20/25

4/1/13

20

Snimanje terena

Merenje kontrolnih i veznih ta"aka


21/25


22/25

4/1/13

22

!"

! leva slika se konvertuje u plavo/zeleno=cijan,

a desna slika u crveno

! obe slike se prikazuju istovremeno kao jedna

slika

! nao"ari sa cijan/crvenim filterom omogu&uju

da svako oko vidi odgovaraju&u sliku

! ovaj pristup je veoma star, ranije se koristio u

filmovima i televiziji

Anaglyph nao"ari

Shuttered nao"ari

! Levo i desno so"ivo

se otvaraju i

zatvaraju

sinhronizovano saprikazom leve i

desne slike na

ekranu


23/25

4/1/13

23

TIN

DEM

The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the fileagain. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again.


24/25

4/1/13

24

Izohipse

Kao $to se to vidi sa slike, za svaku ta"ku terena, neophodno je utvrditi korekciju V, a zatim i odgovaraju&u korekciju za

korespondentni piksel digitalne slike. Ove korekcije su u

funkciji elemenata spoljne orijentacije snimka, rastojanja R

posmatrane ta"ke od nadira snimka i visinske razlike dH. Kao

$to se sa slike mo!e zaklju"iti ove korekcije su proporcionalne

udaljenosti date ta"ke terena od nadira snimka i visinskojrazlici.

Princip ortorektifikacije


25/25

4/1/13

25

Ortofoto plan

1 fotogrametrija

Documents