In dieser Arbeit wird ein neues Verfahren zur dreidimensionalen photogrammetrischen Auswertung asynchron aufgenommener Bildsequenzen mittels Punktverfolgungsverfahren vorgestellt. Dabei sind keine Hardware-Komponenten zur Synchronisation der Kameras oder zur Messung der Asynchronität zwischen den Kameras erforderlich. Das Verfahren beruht auf der Synchronisation von Punktmessungen in den Bildern der Sequenzen. Die Asynchronität wird in Form einer Korrekturfunktion modelliert und in das funktionale Modell der Bündelausgleichung nach vermittelnden Beobachtungen integriert. Die Parameter der Korrekturfunktion werden als unbekannte Parameter in der Ausgleichung simultan zu den Objektkoordinaten und gegebenenfalls weiteren Unbekannten bestimmt. Die Verifizierung des Verfahrens erfolgt über zwei Versuche. Im ersten Versuch wird die Rotation einer dreidimensionalen Testtafel mit zwei digitalen Highspeed-Kameras mit einer Aufnahmefrequenz von 1000 Hz erfasst. Im Rahmen der Auswertung werden die theoretische und die empirische Genauigkeit des Verfahrens bestimmt sowie die für eine korrekte und zuverlässige Bestimmung der Asynchronität mindestens notwendige Anzahl von aufeinander folgenden Bildern ermittelt. Durch die Berücksichtigung der Asynchronität konnte die Standardabweichung der ermittelten Objektkoordinaten bei diesem Versuch etwa um den Faktor 10 verbessert werden. Die Ergebnisse dieses ersten Versuchs belegen die Eignung des Verfahrens zur Berücksichtigung der Asynchronität bei der photogrammetrischen Bildsequenzauswertung. In einem zweiten Test wird ein Fahrzeugsicherheitsversuch mit sechs räumlich verteilten digitalen Highspeed-Kameras ebenfalls mit einer Aufnahmefrequenz von 1000 Hz aufgenommen. Die Verbesserungen durch das neue Verfahren zur Bildsequenzauswertung werden zunächst theoretisch untersucht. Im zweiten Teil der Auswertung werden die Verbesserungen für die Analyse der Sicherheitsversuche im Rahmen der Fahrzeugentwicklung aufgezeigt. Durch die Anwendung des Verfahrens zur Berücksichtigung der Asynchronität können die von der Fahrzeugentwicklung geforderten Standardabweichungen für die ermittelten Objektkoordinaten von maximal 5 mm eingehalten werden. Dies ist bei der Auswertung asynchron aufgenommener Bildsequenzen ohne Berücksichtigung der Asynchronität zwischen den Bildsequenzen nicht realisierbar.

    In this thesis a new approach for the three-dimensional photogrammetric analysis of asynchronously acquired image sequences using point tracking algorithms is presented. Using the approach no hardware devices must be used for the synchronisation of the cameras or for the measurement of the asynchronism during image acquisition. The synchronisation is carried out in combination with the photogrammetric image sequence analysis: the asynchronism is modelled through a temporal correction function and is introduced to the functional model of the bundle adjustment. The parameters of the temporal correction function describe the asynchronism. These parameters are regarded as unknowns of the bundle adjustment and are determined simultaneously with the object coordinates and the parameters of image orientation. The verification of the new approach is carried out through the analysis of two practical experiments. In the first case the rotation of a test field is acquired by two digital highspeed cameras with an imaging rate of 1000 Hz. In the analysis the theoretical and empirical accuracy of the approach are determined. Furthermore, the minimum number of images needed for a precise and reliable calculation of the asynchronism is derived. In this experiment, the consideration of the asynchronism during analysis leads to an improvement of the standard deviation of the calculated object points by factor of 10. The results of this experiment demonstrate the suitability of the approach for the consideration of the asynchronism within the photogrammetric image sequence analysis. In the second experiment a vehicle impact test is analyzed. The image sequences are acquired by a circular set-up of six digital highspeed cameras with an imaging rate of 1 000 Hz. In the first part of the analysis the effects of considering the asynchronism during the bundle adjustment are tested theoretically. The improvements for the analysis of vehicle impact tests are shown in the second part of the analysis. With the presented new approach, the required standard deviation of 5 mm for the object points in the image sequence analysis of vehicle impact tests is achieved. The results of an analysis which neglects the asynchronism can not match these requirements.


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    Title :

    Dreidimensionale photogrammetrische Auswertung asynchron aufgenommener Bildsequenzen mittels Punktverfolgungsverfahren


    Additional title:

    Three-dimensional photogrammetric evaluation of asynchronously acquired image sequences using point tracking methods


    Contributors:


    Publication date :

    2007


    Size :

    97 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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