Bai Giang T T A P G 3

1

CHƯƠNG 3CƠ SỞ ĐO ẢNH LẬP THỂ

Trần Trung Anh

Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 2

MỤC LỤCMắt người và khả năng nhìn của mắt người

Cảm giác lập thể nhân tạoCặp ảnh lập thể, mô hình lập thểHiệu ứng lập thểCác phương pháp nhìn lập thểTiêu đo

Các yếu tố hình học cơ bản của cặp ảnh lập thểCác yếu tố định hướng cặp ảnh lập thểTính toán tọa độ điểm địa vậtCác yếu tố định hướng tương đối

Các yếu tố định hướng tuyệt đối


Mắt người


Nguyên lý cảm nhận hình ảnh

2


Khả năng nhìn của 1 mắt

AB

.a

022

"45520626mm16

mm0035,0

f

e

III

e

I

′′≈δ ′′

=δ ′′

=′′=ρ′′=δ ′′

B

A.a

.b.δ

.f

Một mắt không có khả năng nhìn không gianTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 6

Khả năng nhìn của 2 mắt

BA γ−γ=γ∆A

.a’

B

.b’ .a”

.b”

.γa

.γb

.O1 .O2. .B

.YA

.YB

.f.f

Thị sai sinh lý

fbaba

γ∆=′′′′−′′=σ

Chênh lệch góc giao hội


Khả năng nhìn gần xa

ρ′′

γ∆⋅−=∆⇒γρ′′

γ−=

=⇒=′′=γ∆=γ

ρ′′γ

=⇒ρ′′γ

=

min

2

min2

maxminmin

min

max

B

YYd

BdY

m450Ymm65B;03

BY

BY

45389,522,45,60,0020,0001∆Ymin (m)

450200100501,00,25Y(m)


Cảm giác lập thể nhân tạo

.P1

A

.a’

B

.b’ .a”

.b”

.γa

.γb

.O1.O2

. .B

.a1 b1 .a2 b2.P2

.a”

A

.a’

B

.b’

.b”

.γa

.γb

.O1.O2. .b’

.a1 b1 .a2 b2 .P2.P1

baba ′′′′−′′=σ ( )2211 babakbaba −=′′′′−′′=σ

3


Cảm giác lập thể nhân tạo


Cặp ảnh lập thể

Điểm ảnh

cùng tên

Độ phủ dọc


Thị sai dọc, thị sai ngang

.x1

.y1.a1

.x2

.y2

.a2

Thị sai dọc: q = y1- y2

Thị sai ngang: p = x1 – x2


Điều kiện hình thành cảm giác

lập thể nhân tạo

o1

o2

B

a1 b1 a2 b2

A

B

1. Chụp được cặp ảnh lập thể

2. Vị trí đặt cặp ảnh sao cho

các tia ngắm cùng tên giao

nhau

(tạo thành các mặt

phẳng đáy chứa cạnh

đáy mắt).

3. Mỗi một mắt chỉ

nhìn 1 tấm ảnh tương ứng

4


Hiệu ứng lập thể thuận, nghịch

P1 b1,a1 b2 a2 P2

O1 O2

B

A

P1 b1,a1 b2 a2 P2

O1 O2

B

A

P1 a1,b1 .a2 b2 P2P1 a1,b1 .b2 a2 P2


Tính chất của hiệu ứng lập thểMở rộng cạnh đáy quan sát B’=n*B

P1 P2

O1 B O2

A

B

O’1 B’=n*B O’2

P1 P2

A’

B’

B’=n*B


Tính chất của hiệu ứng lập thểThay đổi tiêu cự quan sát f’=v*f

P1 P2

O1 B O2

A

B

.f

P1 P2

O’1 B O’2

A’

B’

.f’=v*f.f’=v*f


Tính chất của hiệu ứng lập thểĐồng thời mở rộng cạnh đáy quan sát B’=n*B

Và thay đổi tiêu cự quan sát f’=v*f

P1 P2

O1 B O2

A

B

B’=n*B.f’=v*f

.f

P1 P2

O”1 B’ O”2

A”

B”

.f’

5


Các phương pháp nhìn lập thể1. Kính lập thể đơn giản


Kính lập thể phản quang


Kính tách màu bổ sung


Nguyên lý xây dựng cặp ảnh lập thểbổ sung màu

Cặp ảnh

đen trắng

Bộ lọc

+ =

Ảnh trái Ảnh phải

6


Cặp ảnh màu

Tách màu

+ =

Ảnh trái Ảnh phải

Nguyên lý xây dựng cặp ảnh lập thểtách màu


Kính tách mầu bổ sung


Kính chớp tinh thể lỏng LCS

Liquid Crystal Shutter


Trạm đo ảnh số

7

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 25 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 26

Mô hình lập thể

Thực địaMô hình lập thể

S1 S2

P1 P2


Tiêu đo thực


Đo lập thể bằng tiêu đo thực

8


Tiêu đo ảo

Mô hình lập thể

S1 S2

P1 P2

Tiêu đo ảo

là hình ảnh

của 2 tiêu đo thực

Tiêu đo thực


Tiêu đo số


Tiêu đo số


Các yếu tố hình học của mô hình lập thể

WA

O1

A O2

N1N2

n1a1 o1

n’2

a2n2

o2 n’1

WN

BS1

S2

Tâm chụp S1 trái, S2 phải

Cạnh đáy chụp B=S1S2

Mặt phẳng đáy WA

Mặt phẳng đáy đứng WN

Mặt phẳng đáy chính WO1, WO2

(a1, a2) là cặp điểm ảnh cùng tên

S1a1, S2a2 – tia chiếu cùng tên

9


Các yếu tố định hướng của mô hình lập thể

Các yếu tố định hướng trong(chụp cùng 1 máy

chụp ảnh): f, x0, y0

Các yếu tố định hướng ngoài:

P1: XS1, YS1, ZS1,

φ1, ω1, κ1

P2: XS2, YS2, ZS2,

φ2, ω2, κ2


.m1, m2 - mẫu số tỷ lệ điểm ảnh trái và

phải.

Véc tơ tọa độ điểm địa vật, điểm tâm

chụp trái, tâm chụp phải trong hệtọa độ trắc địa.

Véc tơ tọa độ điểm ảnh trái và điểm

ảnh phải trong hệ tọa độ không gian

ảnh trái và hệ không gian ảnh phải

Ma trận xoay ảnh trái và phải

+=

+=

2222S

1111S

rAmRR

rAmRR

Tính toán tọa độ điểm địa vật từ tọa độ điểm

ảnh của cặp ảnh lập thể đã định hướng

−

−

−

=

−

−

−

=

=

=

=

f

yy

xx

r;

f

yy

xx

r

Z

Y

X

R;

Z

Y

X

R;

Z

Y

X

R

02

02

201

01

1

2S

2S

2S

2S

1S

1S

1S

1S

G

G

G

222

222

111

111

333231

232221

131211

2

333231

232221

131211

1

aaa

aaa

aaa

AA;

aaa

aaa

aaa

AA

κϕω

κϕω

κϕω

κϕω

==

==


−

−

−

=

==

′

′

′

=′=

′

′

′

=′

1S2S

1S2S

1S2S

Z

Y

X

22

2

2

2

211

1

1

1

1

ZZ

YY

XX

B

B

B

B;rA

Z

Y

X

R;rA

Z

Y

X

R

Tìm mẫu số tỷ lệ điểm ảnh trái và phải

Tìm m1 và m2

2211

222S111S

222S

111S

RmBRm

RmRRmRRmRR

RmRR

′+=′∴

⇒′+=′+⇒

′+=

′+=


+

′

′

′

′

′

′

=

′′

′′

′′

′′

′′

′′

0

0

0

m

YB

XB

XB

ZB

ZB

YB

YY

XX

XX

ZZ

ZZ

YY

m 2

2Y

2X

2X

2Z

2Z

2Y

21

21

21

21

21

21

1

*Tìm m1, m2

2222211 RRmRBRRm ′∧′+′∧=′∧′

2121

1X1Z2

ZXXZ

ZBXBm

′′−′′

′−′=⇒

0RBRRm

RRmRBRRm

1212

1221111

−′∧=′∧′⇔

′∧′+′∧=′∧′

2121

2X2Z1

ZXXZ

ZBXBm

′′−′′

′−′=⇒

10


′+=

′+=

222S

(**)

111S

(*)

RmRR

RmRR

Tính toán tọa độ điểm địa vật từ tọa độ điểm

ảnh của cặp ảnh lập thể đã định hướng

+

=

∴

′

′

′

+

=

′

′

′

+

=

(**)

G

G

G

(*)

G

G

G

G

G

G

2

2

2

2

2S

2S

2S

(**)

G

G

G

1

1

1

1

1S

1S

1S

(*)

G

G

G

Z

Y

X

Z

Y

X

2

1

Z

Y

X

Z

Y

X

m

Z

Y

X

Z

Y

X

Z

Y

X

m

Z

Y

X

Z

Y

X


Yêu cầu để tính được tọa độ điểm

địa vật từ cặp ảnh lập thể

Đã xác định giá trị các yếu tố định hướng

trong f, x0, y0 (lấy từ công tác kiểm định)

Đã xác định giá trị 12 yếu tố định hướng ngoài

của cặp ảnh: ảnh trái, ảnh phải. Phải xác định

thông qua bài toán định hướng cặp ảnh (hoặc

tăng dày khống chế ảnh).

Công tác định hướng ngoài của cặp ảnh chia

thành 2 công đoạn: định hướng tương đối (5

yếu tố) và định hướng tuyệt đối (7 yếu tố).


Định hướng tương đối

Xác định vị trí tương đối tấm ảnh phải so với tấm

ảnh trái của cặp ảnh lập thể như lúc chụp ảnh,

sao cho các tia chiếu cùng tên giao nhau trong

không gian tạo thành mô hình lập thể.

Mô hình lập thể này xác định trong hệ tọa độ không gian đo ảnh (hay hệ tọa độ mô hình) được chọn tùy ý.

Cách chọn: - Mô hình lập thể độc lập

- Mô hình lập thể phụ thuộc


Mô hình lập thể độc lập

Z

XO ≡≡≡≡ S1

B

κκκκ1 κκκκ2

ϕϕϕϕ2

ωωωω2

S2

o1 o2

ϕϕϕϕ1

Y YZ

.a1.a2

A

Gốc: O ≡≡≡≡ S1

S1S2 ≡≡≡≡ B ≡≡≡≡OX.ω1 = 0

5 yếu tố định

hướng tương đối

của mô hình độc

lập là φ1, κ1, φ2,

ω2, κ2

11


∆κκκκ

Mô hình lập thể phụ thuộc

Gốc: O ≡ S1

.ω1=φ1=κ1=0

5 yếu tố định

hướng tương đối

của mô hình phụthuộc là là BX,

BY, ∆φ, ∆ω, ∆κHoặc τ, ν, ∆φ,

∆ω, ∆κ

o1

S1

S2

∆ωωωω

∆ϕϕϕϕ

Bz

By

Bx

B

X

YZ

o2

ν

ττττ

P1

P2

.a1 .a2

A

YZ

X


Điều kiện xây dựng mô hình lập thể

Điều kiện đồng phẳng của 3 vector B, R’1, R’2

( )

0

ZYX

ZYX

BBB

F

0BRRF

222

111

ZYX

21

=

′′′

′′′=

=′∧′=B

S2

S1

P1

P2

R’1

R’2

W


Sản phẩm của định hướng tương đối

Các yếu tố định hướng tương đối

Mô hình lập thể:Có tỷ lệ tự doĐược định vị trong hệ tọa độ mô hình (tùy chọn cho từng mô hình)

Yêu cầu tiếp theo:• Định vị trong hệ tọa độ trắc địa (dịch chuyển

gốc, xoay trục tọa độ)• Thu phóng về một tỷ lệ nhất định


Quá trình định hướng mô hình lập thể

Thực địa

Điểm KC Mô hình lập thể

S1 S2

P1 P2

Mô

hình lậ

p thể

S1

S2

P1

P2

RO

AO

12


Định hướng tuyệt đối

O≡S1

XG

ZG

YG

RG

O

X

YZ

RGS

R

A

S2

ZGYG

XG

M.A.R

ΦΩ

Κ 7 yếu tố định

hướng tuyệt đối là:

XGS, YGS, ZGS,

Φ, Ω, K, M

RAMRR GSG ⋅⋅+= ΩΦΚ

⋅

⋅+

=

Z

Y

X

AAA

AAA

AAA

M

Z

Y

X

Z

Y

X

333231

232221

131211

GS

GS

GS

G

G

G


Các nội dung cần nắm bắt được

Khả năng nhìn không gian của mắt người

Cặp ảnh lập thể, mô hình lập thể

Các phương pháp nhìn lập thể

Các yếu tố hình học cơ bản của cặp ảnh lập thể

Các yếu tố định hướng cặp ảnh lập thể

Tính toán tọa độ điểm địa vật

Các yếu tố định hướng tương đối

Điều kiện xây dựng mô hình lập thể

Các yếu tố định hướng tuyệt đối

Bai Giang T T A P G 3

Documents

Transcript of Bai Giang T T A P G 3