Mehrbildtechniken in der digitalen Photogrammetrie - Institute of ...

2.1. Prinzip der Kernlinie
Bei bekannter äußerer und innerer
Orientierung zweier Aufnahmen
ergibt sich aus der Koplanaritätsbedingung
P
O 1
O 2
⋅ ( O 1
P' × O 2
P'' ) = 0
(1)
die Kernlinie (engl.: epipolar line),
Kernebene
welche die Schnittgerade zwischen O 1
O 2
der Bildebene und der aus den
beiden Projektionszentren O 1 , O Kernlinie
2
P’
und einem Objektpunkt P gebildeten
P”
Kernebene darstellt (Abb. 1) und
B 1 B 2
geeignet ist, den Suchbereich für
korrespondierende Bildelemente
Abb. 1: Prinzip der Kernlinie
vom zweidimensionalen Bildraum
auf eine eindimensionale Linie zu
reduzieren. Addiert man zu dieser Linie eine durch die Genauigkeit der Bildkoordinatenbestimmung
und der vorgegebenen Orientierungsparameter bestimmte Toleranz, so erhält man einen Suchbereich
in der Form eines schmalen Kernlinienbandes, in dem das korrespondierende Bildelement liegen
muß. Die Länge dieses Suchbereichs kann durch eventuelles a priori Wissen über den möglichen
Tiefenbereich im Objektraum bzw. durch gegebene Näherungswerte beschränkt werden.
Bei der dichten Auswertung von digitalen Stereobildpaaren bietet sich die Berechnung von Epipolarbildern
(Kreiling, 1976) an, weil hier die Kernlinien mit Bildzeilen identisch sind, was den Rechenzeitaufwand
für die Suche nach homologen Punkten deutlich reduzieren kann. Die Berechnung von
Epipolarbildern erfolgt durch eine projektive Transformation, deren acht Parameter sich aus den
Elementen der relativen Orientierung berechnen lassen, und anschließendes Resampling der Bilder.
Bei Mehrbildverfahren kann die Verwendung von Epipolarbildern allerdings problematisch werden,
weil bei strengen Verfahren im ungünstigsten Falle Epipolarbilder in allen Kombinationen zu
berechnen wären, was bei einer größeren Anzahl von Bildern, wie sie bei einigen der in Kapitel 2.6
gezeigten Anwendungsbeispielen verwendet wird, den Rechenzeitaufwand und den Speicherplatzbedarf
stark in die Höhe treiben würde.
2.2. Probleme bei der Zuordnung punktförmiger Merkmale
Die einfachste Form eines zuzuordnenden Elementes stellt ein Punkt in einem Bild dar, der durch
seine Bildkoordinaten (x’,y’) und eventuell weitere Merkmale charakterisiert ist. Diese Zuordnung
punktförmiger Merkmale entspricht, soweit sie sich auf die Stereozuordnung beschränkt, noch weitgehend
der Denkweise aus der analytischen Photogrammetrie. Durch die Option der Verwendung
einer beliebigen Anzahl von Bildern in automatischen Meßprozessen ergeben sich hier in der digitalen
Photogrammetrie gänzlich neue Problemstellungen und Möglichkeiten, die im folgenden
diskutiert werden sollen.
5 Stand: 1. 10. 97