CC BY
86
УДК 528.7
А.В. Черемушкин
СГГ А, Новосибирск
ТЕСТ-ОБЪЕКТ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Эффективность применения в фотограмметрии любой технологии зависит от геометрического и фотометрического качества исходных снимков, которое определяется в процессе калибровки съемочных систем. Под геометрической калибровкой съемочных систем понимают определение элементов внутреннего ориентирования и определение поправок в координаты точек снимков, характеризующих отличие проекции реального снимка от идеальной центральной проекции [1].
Существующие способы калибровки фотографических камер разделяются на визуальные и фотографические. Фотографические способы, в свою очередь, разделяются на лабораторные и полевые. Сущность фотографического способа состоит в фотографировании естественных или искусственных объектов и точек, расположенных на определенной территории.
Для калибровки фотографических систем в лабораторных условиях на кафедре фотограмметрии и ДЗ (СГГА) разработан и используется специальный пространственный тест-объект.
Сущность геометрической калибровки сводится к определению отклонений в положении точек на реальном изображении от их теоретического положения, рассчитанного в соответствии с принятой математической моделью формирования изображения данной системы.
Рис. 1
Тест-объект представляет собой совокупность визирных марок, в количестве 180 штук, закрепленных на недеформируемом основании. Размеры в натуральную величину составляют 4,5 м по ширине, 3,5 м по высоте и 2 м по глубине. Количество и расположение марок рассчитываются и располагаются таким образом, чтобы, отобразившись на снимке, они равномерно покрывали полезную площадь снимка. Общий вид тест-объекта представлен на рис. 1.
Взаимное положение визирных марок тест-объекта в прямоугольной системе координат X, Y, Z определяются по результатам измерений двумя электронными тахеометрами Topcon GTS 601 с произвольного базиса, горизонтальных и вертикальных направлений на марки со средней квадратичной погрешностью 67/ и 5/; соответственно.
В зависимости от фокусного расстояния калибруемого аэрофотоаппарата отстояние до средней плоскости тест-объекта при фотосъемке колеблется от 4 до 8 м. После подбора экспозиции марки фотографируют испытуемой камерой на фотопластину, помещенную в плоскость прикладной рамки, что исключает деформацию фотоматериала в процессе фотохимической обработки. Проведя химико-фотографическую обработку, приступают к определению метрологических характеристик: определение расстояний
между координатными метками фотокамеры; определение действительного значения фокусного расстояния, координат главной точки и дисторсии объектива фотокамеры.
Измерения проводят на монокомпараторе «Ascorecord», который согласно локальной поверочной схеме для поверки фотограмметрических и картографических приборов, является исходным эталоном, средняя квадратическая ошибка которого не превышает 1 мкм.
Математическая обработка калибровки по снимкам тест-объекта заключается в следующем [2]. Используя формулы связи координат точек одиночного снимка и местности и введя положение главной точки х0, уо, а также суммарные искажения координат текущей точки снимка ах и ау, обусловленные источниками систематических ошибок, тогда уравнения примут вид:
у___.г al(Xm - XS) + bl(Ym - YS) + cl(Zm - ZS ) _ , Y , _ wy
* “-Ааз(Хт - X* ) + Ьз fa - Ys ) + C3 fa - ?S ) ~ * ° ^ a2 (xm - XS ) + b2 (Ym - YS ) + c2 (Zm - ZS ) , ч_п
'" -fk - (У+Уо+Оу)=0-
В результате решения системы уравнений определяются элементы внутреннего ориентирования, и не компенсируемая дисторсия по полю снимка.
Таким образом, тест-объект, разработанный и реально реализованный, технологически позволяет выполнять калибровку аэрофотоаппаратов с форматом кадра 18^18 см, 23*23 см и с фокусными расстояниями до 200 мм
включительно. В год калибруется до 20 аэрофотоаппаратов, для различных организаций, выполняющих аэрофотосъемку. Также тест-объект позволяет калибровать не метрические камеры, в том числе цифровые.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дубиновский, В.Б. Калибровка снимков - М.: Недра, 1982., 224 с. ил.
2. Антипов, И.Т. Математические основы пространственной аналитической фототриангуляции - М.: Картгеоцентр - Геодезиздат, 2003.- 296 с: илл.
© А.В. Черемушкин, 2006
