← практика

Траектория, снимки и маршруты

Методичка, 2.1. Текст ниже — из МУ, формулы с картинок методички вынесены блоками.

Раздел 2.

2.1. Общая теория наземной съемки

2.1.1 Траектория фотографирования

Для получения полноценной трехмерной модели объекта все грани объекта должны быть сняты как минимум с трех ракурсов, для получения стереоизображений. В связи с этим рекомендуется производить съемку с вращением объекта 3 сеансами. При нормальном положении объекта, на одном боку и на другом боку (рисунок 10).

В данном варианте объект можно наиболее полно покрыть снимками (рисунок 11). В случае необходимости можно произвести дополнительные сеансы съемки при других расположениях объекта.

2.1.2 Расчет количества снимков внутри маршрута

При выполнении стереофотограмметрической съемки основной задачей является жесткое контролирование параметров съемки. Основными параметрами при проведении съемки является соблюдение базисов, а соответственно и перекрытий между снимками на одном маршруте, а также перекрытие между двумя соседними маршрутами.

При предметном моделировании рекомендуется использовать тройное перекрытие на каждый участок объекта(Рис 13).

Для обеспечения тройного перекрытия, необходимо поворачивать объект на угол конвергенции γ, который рассчитывается по формуле:

где - угловой размер объекта, видимый из точки фотографирования,

- продольное перекрытие снимков.

Продольное перекрытие считается исходя из того, что необходимо получать полное тройное перекрытие, то есть смещать каждый соседний снимок на ⅓ длинны снимка:

Px=100-100/3= 66%

Ранее было определено, что любой объект можно вписать в цилиндр. В соответствии с этим на рисунке XX можно заметить, что в 1 кадр попадет половина окружности, а захват кадра равняется 180 градусам.

При этом, программное обеспечение для фотограмметрической обработки имеет высокую чувствительность к материалам, используемым во время обработки. Таким образом большое значение будет иметь эффект перспективы снимков, который обуславливается углом проекцией луча фотосъемочной системы и касательной к окружности (Рис. 15).

Если угол между лучом и перпендикуляром к касательной (α) станет более 45°, то коррелятор не сможет выявить общие точки на стереопарах, что ограничит нам угловой размер объекта 𝛀, видимый из точки фотографирования, который рассчитывается в зависимости от угла перспективы изображения:

где a - допустимый угол падения проектирующего луча к поверхности объекта (45°),

R - радиус объекта,

D - расстояние фотографирования.

Исходя из этого, для обеспечения достаточного перекрытия в триплете надо выполнять съемку с углом конвергенции γ не больше расчетного:

Однако стоит учитывать, что при фотографировании объекта используется не вся площадь снимка. Даже для объекта идеальных пропорций какая-то зона изображения не будет использоваться. Это можно отчетливо увидеть на следующем примере:

Дополнительно стоит учитывать и особенности автоматизированной обработки изображений и точность работы коррелятора. В связи с этим, количество снимков на 1 маршрут (круг) будет рассчитано по формуле:

Количество снимков - целое число (округление вверх)

Тогда итоговый угол конвергенции будет получен по обратной формуле:

Для обеспечения необходимого продольного перекрытия рекомендуется в основанию фотокуба установить окружность, на которой будет нанесена градусная сетка, каждый сектор которой будет равняться 1 градусу (Рис 17). Пример транспортира, который может быть использован в работе находится в хранилище с дополнительными материалами(yadi.sk).

Также необходимо сделать окружность, на которой будет располагаться объект, а на окружности нанесена стрелка, позволяющая равномерно отмечать градусы по градуированной окружности (Рисунок 18).

В результате, внутри фотокуба должно получиться подобие поворотного стола (Рисунок 19), которое позволит равномерно и точно выдерживать перекрытие между снимками.

2.1.3. Расчет количества маршрутов

Ранее нами было вычислено продольное перекрытие. По рисунку XX можно заметить, что при каждом положении объекта выполняется съемка 2-мя маршрутами. Чтобы получать трехмерную модель необходимо соблюдать и межмаршрутное перекрытие. В случае с плановой фотосъемкой перекрытие напрямую связано с поперечным базисом фотографирования By(Рисунок 20).

Однако в случае с конвергентной съемкой следует рассчитывать поперечный угол конвергенции K(каппа). На рисунке красным обозначены снимки внутри маршрутов и продольный угол конвергенции γ. Зеленым обозначены оптические оси снимков с различных маршрутов и поперечный угол конвергенции K.

При выполнении предметной съемки рекомендуется использовать межмарштурное перекрытие Py, равное 60%. В таком случае поперечный угол конвергенции может быть определен по формуле 17:

В случае, когда съемка производится двумя маршрутами - первый маршрут обычно располагают не строго перпендикулярно объекту, а под небольшим углом. Это может существенно увеличить эффективную зону кадра при этом не сильно повлиять на падение разрешение изображений. Поэтому в работе предлагается производить съемку первого маршрута под углом оптической оси к горизонту в пределах 10-15°. Исходя из этого можно рассчитать углы наклона оптических осей для первого и второго маршрута:

После определения углов наклона снимков следует устанавливать камеру под этим углом таким образом, чтобы при сохранении расчитанного в разделе 1 расстоянии до объекта и угле наклона оптической оси объект располагался по центру кадра.