Räumlicher Vorwärtseinschnitt

Aufgabenstellung
Bei Mobile Mapping-Systemen für Innenräume ist es aus Platz- und Gewichtgründen oft nicht möglich, Stereokonfigurationen mit ausreichender Basislänge mitzuführen. Wenn die Bilder gegenseitig zu stark verdreht sind, fällt auch die Option, eine virtuelle Stereobasis aus der Sequenz zu generieren weg. Als Alternative kann der räumliche Vorwärtseinschnitt, respektive die aus der Luftbildphotogrammetrie bekannte Mehrbildauswertung in Betracht gezogen werden.
Im Rahmen dieses Blockprojekts soll der Vorwärtseinschnitt mit strenger Ausgleichung nach der Methode der kleinsten Quadrate implementiert werden.

erste Erkenntnis
Aufgrund der Restklaffungen stehen beim räumlichen Vorwärtseinschnitt die Strahlen im Raum oft windschief zueinander. Es existieren Näherungslösungen für den räumlichen Vorwärtseinschnitt. Aufgrund der Windschiefe resultieren zwei Lösungen entlang der Y-Achse, welche gemittelt werden. Je nach Aufnahmekonfiguration kann die Näherungslösung jedoch stark vom wahren Wert abweichen.

Software
Für den Programmablauf wurden folgende Module benötigt: PyQt4, numpy, cv2, csv, time
Die Softwarekomponente musste zwei oder mehrerer Bilder einlesen können, denn in den Bildern müssen die homologen Punkte manuell gemessen werden. Aus den Messdaten berechnet das Programm die Näherungswerte der unbekannten Objektkoordinaten XYZ. Anschliessend geschieht die Ausgleichung nach der M.d.k.Q. und zum Schluss werden die der Resultate in eine Textdatei ausgegeben. (Details können dem folgenden Schema entnommen werden)

Fazit Mit dem Programm wurde eine gute Grundlage geschaffen. Es gibt jedoch noch reichlich Erweiterungspotential wie zum Beispiel die Unterstützung von Fisheye-Bildern (equidistantes Kameramodell). Ausserdem wären graphische Visualisierung der Resultate (z.B. Konfidenzellipsoide) wünschenswert. Die Resultate müssen zwingend kritisch beurteilt werden.

Autoren: Andrea Koch, Samuel Järmann
Blockprojekt II: Photogrammetrie
Klasse: G2014 FHNW
Datum: 13.01.2017