Mehrbildtechniken in der digitalen Photogrammetrie - Institute of ...

Generelle Nachteile von Testfeldverfahren sind jedoch die Verfügbarkeit und Mobilität geeigneter
Testfelder sowie die durch die Wahl eines Testfeldes und damit eines Fokussierzustandes sich ergebenden
Einschränkungen bezüglich der Ausdehnung aufzunehmender Objekte. Der Aufwand der
Herstellung eines geeigneten, stabilen Testfeldes und der Bereitstellung von hinreichend genauen
Referenzkoordinaten ist in der Regel nur für bestimmte, häufig am selben Ort wiederholte Anwendungen
zu rechtfertigen.
3.2.1.3. Selbst- und Simultankalibrierung
Bei der Selbstkalibrierung wird eine Kamera ohne Objektrauminformation lediglich aus photogrammetrischer
Information, welche in Form von Strahlenschnitten aus gemessenen Bildkoordinaten
vorliegt, kalibriert. Die Idee der Selbstkalibrierung wurde im Laufe der 60er Jahre von der
Gruppe D. Brown entwickelt (Brown 1971, Kenefick et al. 1972), nachdem bereits in (Hallert, 1956)
auf die Möglichkeit hingewiesen worden war, bei Luftbildern aus den Restparallaxen eines Stereomodelles
auf die Objektivverzeichnung zu schließen. Brown zeigt, daß aus mindestens drei
Aufnahmen einer Kamera in stark konvergenter Anordnung die Koordinaten des Bildhauptpunktes
bestimmt werden können, und daß bei Kenntnis mindestens einer Distanz im Objektraum auch die
Kammerkonstante bestimmt werden kann. Desweiteren führt er einen Satz von fünf Zusatzparametern
zur Modellierung der radialsymmetrischen Verzeichnung und der Dezentrierverzeichnung ein
(vgl. Kapitel 3.2.1) und geht konsequent von der Vorstellung ab, daß für hochgenaue photogrammetrische
Meßaufgaben die Verwendung speziell verzeichnungskorrigierter Objektive notwendig sei. In
(Kenefick et al. 1972) wird die Anwendung von Rotationsstrategien begründet, die zur Vermeidung
von Korrelationen zwischen den Parametern der inneren Orientierung und Parametern der äußeren
Orientierung bei mindestens einer Aufnahme die Kamera um 180 o um ihre Achse drehen. Eine
Formulierung der Selbstkalibrierung über die Koplanaritätsbedingung findet sich - beschränkt auf
die Bestimmung der inneren Orientierung - in (Kölbl, 1972): Kölbl zeigt anhand von Genauigkeitsabschätzungen,
daß für die Selbstkalibrierung einer nicht-metrischen Kamera Aufnahmen von
mindestens drei Kamerastandorten notwendig sind, deren Aufnahmerichtungen nicht in einer Ebene
liegen und einen Konvergenzwinkel von etwa 60 o einschließen sollen, und daß die Objekttiefe
mindestens etwa 25% der Aufnahmeentfernung ausmachen sollte. Einen linearen, näherungswertunabhängigen
Ansatz zur relativen Orientierung einschließlich der Bestimmung der inneren Orientierung
zeigt (Niini, 1994). Der Ansatz basiert auf der projektiven singulären Korrelation und bedingt
ebenfalls die Akquisition von mindestens drei Bildern eines Punktfeldes mit signifikanter Tiefenausdehnung
durch eine Kamera von unterschiedlichen Kamerastandorten. Der lineare projektive Ansatz
beinhaltet keine Möglichkeiten zur Modellierung nicht-linearer Effekte wie der Objektivverzeichnung
und bietet sich daher in der Nahbereichsphotogrammetrie vor allem zur Bestimmung von
Näherungswerten für eine anschließende Bündelblockausgleichung mit kompletter Selbstkalibrierung
an.
Die Begriffe ‘Selbstkalibrierung’ und ‘Simultankalibrierung’ werden in der Literatur nicht einheitlich
gehandhabt: Meist steht Selbstkalibrierung für die Tatsache, daß zur Kalibrierung einer Kamera
lediglich photogrammetrische Information in Form Strahlenschnitten gemessener Bildkoordinaten
verwendet wurde; Simultankalibrierung hingegen bedeutet, daß die Kamera in der Applikation kalibriert
wird (d.h. daß die Kameraparameter zusammen mit den Orientierungsparametern und den zu
bestimmenden Objektpunktkoordinaten bestimmt werden), sagt aber nichts über das eventuelle
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