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Entwicklung und Validierung eines geometrischen Modells fur ein voll-reflektives Kamerasystem fur Nahbereichsanwendungen

机译:近距离应用全反转相机系统几何模型的开发与验证

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摘要

In der Nahbereichsphotogrammetrie werden aktuell ausschliesslich refraktive Optiken verwendet. Der Einsatz solcher aus Linsen bestehender Objektive bringt allerdings bei manchen Anwendungen einen grossen Nachteil mit sich. Durch die an Linsen auftretende chromatische Aberration mussen Einbussen der Bildqualitat (Farbsaume) und ggf. Verluste der geometrischen Genauigkeit in Kauf genommen werden. Dieser Fakt spielt besonders bei Anwendungen, welche die Abbildung eines breiten Spektralbereiches erfordern, eine Rolle. Sollen zusatzlich zum sichtbaren Licht der ultraviolette und/oder nah-infrarote Spektralbereich erfasst werden, geraten herkommliche Kameras schnell an ihre Grenzen. Anders verhalt es sich mit voll-reflektiven Optiken. Da sie ausschliesslich aus Spiegeln aufgebaut sind (welche prinzipbedingt keine chromatische Aberration aufweisen), konnen diese Objektive problemlos fur einen breiten Spektralbereich eingesetzt werden. Allerdings weist die Optik durch den Aufbau aus aspharisch gekrummten Spiegeln eine starke asymmetrische Verzeichnung auf, die nicht mit Standardmethoden der Photogrammetrie modelliert werden kann. Ausserdem reagiert das Gesamtsystem starker auf Abwei-chungen vom Idealmodell der Spiegeloberflache. Daher wurde ein auf den Spezialfall der reflektiven Optik angepasstes geometrisches Modell entwickelt, dass auf der Zentralper-spektive basiert und um spezifische Zusatzparameter erweitert wurde. Es werden verschie-dene Modellvarianten vorgestellt, die auf den Zusatzparametersatzen von Brown, Ebner und Grun sowie Legendreschen bzw. Tschebyscheffschen Polynomen und Fourierreihen aufbauen. Die Publikation diskutiert, inwiefern die verschiedenen Modellvarianten in der Lage sind, die Verzeichnung der reflektiven Optik zu modellieren. Weiterhin werden die Ergebnisse von Testfeld- und Selbstkalibrierungen mit Prototypen des voll-reflektiven Kamerasystems prasentiert und verschiedene Ansatze zur Berucksichtigung lokaler Spie-geldeformationen mithilfe der Finite-Elemente-Methode dargelegt.
机译:近距离摄影测量目前是专门的折射光学器件。利用现有的镜片这种镜片的,但是,带来了一些应用一个很大的缺点。通过在镜片处发生的色差,必须考虑图像质量(颜色流量)和几何精度的损耗。这一事实似乎对需要宽频谱范围的图像的应用来说,尤其是应用程序。如果除了紫外线和/或近红外光谱范围的可见光之外,还要检测紫外线和/或近红外光谱范围,则产生相机的产生速度迅速地抵抗其限制。它与全反光光学有不同。由于它们完全来自镜子(原则上没有色差),因此可以容易地用于宽的光谱范围。然而,光学通过杨甲弄皱的镜子的构造具有强不对称的距离的强度,这不能用摄影测量的标准方法进行建模。此外,整个系统对镜面的理想模型的偏转反应更强。因此,开发了一种基于中央侧图的特殊情况的特殊情况的几何模型,并且已经通过特定的附加参数延伸。提出了各种模型变体,在棕色,Ebner和Grun和Legendrenschen或Chebyscheffen多项式和傅立叶行的附加参数杆上构建。该出版物讨论了各种模型变体如何模拟反射光学器件的失真。此外,测试场和自校准的充分反光相机系统的原型,结果都和各种方法来考虑当地SPIE资金结构与有限元方法的帮助下阐述。

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