DE19804205B4

DE19804205B4 - Fotogrammetrisches Meßverfahren und fotogrammetrische Meßeinrichtung

Info

Publication number: DE19804205B4
Application number: DE19804205A
Authority: DE
Inventors: Atsumi Kaneko; Atsushi Kida; Toshihiro Nakayama
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH10221072A; DE19804205A1; JP3426459B2; US6144761A

Abstract

Fotogrammetrisches Meßverfahren zum Erstellen einer Vermessungskarte auf Grundlage einer ersten und einer zweiten Aufnahme, die aus zwei verschiedenen Aufnahmepositionen (M₁, M₂) fotografiert sind und in denen jeweils ein Bild eines in der Vermessungskarte aufzuzeichnenden Objektes (OB) und ein Bild eines Standard-Maßstabs (SC) enthalten sind, wobei die erste und die zweite Aufnahme auf einer Anzeigevorrichtung (90) dargestellt werden,
in den dargestellten Aufnahmen jeweils Punkte an dem Standard-Maßstab (SC) und Punkte an dem Objekt (OB) bestimmt werden, wobei die Bestimmung der Punkte an dem Standardmaßstab (SC) als fehlerfrei und die Bestimmung der Punkte an dem Objekt (OB) als gelegentlich fehlerbehaftet betrachtet wird,
zweidimensionale Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte und zweidimensionale Positionsdaten der an dem Objekt (OB) bestimmten Punkte ermittelt werden,
aus den zweidimensionalen Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte und den zweidimensionalen Positionsdaten der an dem Objekt (OB) bestimmten Punkte näherungsweise dreidimensionale Positionsdaten der...

Description

Die Erfindung betrifft ein fotogrammetrisches Meßverfahren und eine fotogrammetrische Meßeinrichtung.
Die Fotogrammetrie wird beispielsweise am Ort eines Verkehrsunfalls eingesetzt. Der Unfallort wird mit Hilfe einer Kamera aus mindestens zwei verschiedenen Aufnahmepositionen fotografiert. Auf Grundlage der an den verschiedenen Aufnahmepositionen fotografierten Aufnahmen wird anschließend eine Vermessungskarte des Unfallortes erstellt.
Hierzu wird in jeder Aufnahme zunächst ein zweidimensionales Koordinatensystem definiert, mit dem zweidimensionale Positionen von in jeder Aufnahme enthaltenen Objekten bestimmt werden. Anschließend wird auf Grundlage der zwei zweidimensionalen Koordinatensysteme ein dreidimensionales Koordinatensystem definiert, mit dem dreidimensionale Positionen der aufgezeichneten Objekte angegeben werden. Indem die Objekte auf eine der drei von dem dreidimensionalen Koordinatensystem definierten Ebenen projiziert auf ein Blatt Papier aufgezeichnet werden, kann eine Vermessungskarte des Unfallortes erstellt werden.
Bevor genau skalierte Abstände und Längen auf der Vermessungskarte reproduziert werden können, muß gemeinsam mit den Objekten ein Standardmaßstab in den Aufnahmen fotografiert worden sein. Des weiteren muß in den Aufnahme eine Referenzebene definiert sein, in der die Vermessungskarte liegen soll.
Um den Standardmaßstab und die Referenzebene zu definieren, werden üblicherweise drei zueinander identische, kegelförmige Markierungen an geeigneten Positionen um den Unfallort herum angeordnet. Ferner wird der Abstand zwischen zwei Spitzen der kegelförmigen Markierungen beispielsweise mit Hilfe eines Maßbandes gemessen und als Standardmaßstab gesetzt. Die durch die drei Spitzen der kegelförmigen Markierungen definierte Ebene wird als Referenzebene verwendet.
Die dreidimensionalen Positionen der aufgezeichneten Objekte im dreidimensionalen Koordinatensystem werden durch eine Serie iterativer Näherungsrechnungen bestimmt. Hierzu wird ein Computer mit Bildschirm, auf dem der Satz fotografierter Aufnahmen gezeigt wird, verwendet.
Bevor eine erste Serie Näherungsrechnungen durchgeführt wird, werden zunächst die Spitzen der kegelförmigen Markierungen und ein geeigneter Punkt auf einem der fotografierten Objekte aus dem Satz Aufnahmen, die auf dem Bildschirm dargestellt sind, mit Hilfe eines durch eine Maus bewegten Cursors ausgewählt. Dabei werden drei den Spitzen der kegelförmigen Markierungen entsprechende Punkte mit jeweils zwei Koordinaten und ein geeigneter Punkt bestehend aus zwei Koordinaten am ausgewählten Objekt in den Computer eingegeben. Die erste Serie Näherungsrechnungen basiert auf den eingegebenen Koordinaten der Spitzen der kegelförmigen Markierungen und der eingegebenen Koordinaten des geeigneten Punktes des ausgewählten Objektes. Durch die Näherungsrechnung werden die dreidimensionalen Positionen der Spitzen der kegelförmigen Markierungen und die dreidimensionale Position des geeigneten Punktes des ausgewählten Objektes im dreidimensionalen Koordinatensystem bestimmt.
Anschließend wird ein weiterer geeigneter Punkt am ausgewählten Objekt in dem Satz auf dem Bildschirm dargestellten Aufnahmen mit Hilfe des durch die Maus bewegten Cursors bestimmt. Dabei wird der weitere Punkt durch zwei Koordinaten angegeben, die in den Computer eingelesen werden. Danach wird eine zweite Serie Näherungsrechnungen auf Grundlage der eingegebenen Koordina ten des weiteren geeigneten Punktes des ausgewählten Objektes durchgeführt, wobei die dreidimensionale Position des weiteren Punktes am ausgewählten Objekt im dreidimensionalen Koordinatensystem bestimmt wird. Diese Vorgehensweise wird solange durchgeführt, bis eine ausreichende Anzahl Punkte am ausgewählten Objekt bestimmt sind, um ein dreidimensionales Profil des ausgewählten Objektes zu erstellen.
Bevor das dreidimensionale Profil des ausgewählten Objektes genau bestimmt und erstellt werden kann, muß jeder geeignete Punkt auf dem ausgewählten Objekt präzise mit Hilfe des Cursors ausgewählt werden, dessen Position durch die vom Benutzer bewegte Maus verändert wird. Nicht immer kann der geeignete Punkt am ausgewählten Objekt jedoch mit Hilfe des Cursors präzise bestimmt werden. Solange eine präzise Bestimmung dieser geeigneten Punkte am ausgewählten Objekt nicht sichergestellt ist, ist ein genaues Zeichnen des ausgewählten Objektes auf der Vermessungskarte nicht möglich. Die Spitzen der kegelförmigen Markierungen können dagegen mit Hilfe des Cursors präzise bestimmt werden, da sie in den Aufnahmen deutlich sichtbar sind.

Aus der WO 94/28375 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum fotogrammetischen Messen geometrischer Größen bekannt. Es ist ein Referenzmaßstab vorgesehen, an dem Lichtmarken in definierten Abständen angeordnet sind, anhand derer aus den Meßbildern die absolute Größe der zu vermessenden Objekte bestimmt wird. Ein entsprechendes Verfahren und eine entsprechende Einrichtung sind auch in der US-A-5 699 444 beschrieben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotogrammetrisches Meßverfahren und eine fotogrammetrische Meßeinrichtung bereitzustellen, die eine präzise Bestimmung geeigneter Punkte an einem ausgewählten Objekt ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweils zugeordneten Unteransprüchen.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer elektronischen Standbild-Videokamera, die bei einer erfindungsgemäßen fotogrammetrischen Meßeinrichtung verwendet wird,
2 ein Blockschaltbild der Standbild-Videokamera nach 1,
3 ein Ablaufdiagramm einer Sensorsteuerroutine, die von einer im Blockschaltbild nach 2 enthaltenen Sensorsteuerschaltung ausgeführt wird,
4 ein Ablaufdiagramm einer von der Sensorsteuerschaltung nach 2 durchgeführten Unterbrechungsroutine,
5 ein Ablaufdiagramm einer von der Standbild-Videokamera nach 1 und 2 ausgeführten Aufnahmeroutine,
6 eine konzeptionelle schematische Darstellung eines Formatbeispiels einer IC-Speicherkarte, die in die Standbild-Videokamera nach 1 und 2 eingelegt werden kann,
7 eine konzeptionelle perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen fotogrammetrischen Meßeinrichtung,
8 eine konzeptionelle Darstellung einer aus einer ersten Position der Meßeinrichtung nach 7 fotografierten Aufnahme,
9 eine konzeptionelle Darstellung einer aus einer zweiten Position der Meßeinrichtung nach 7 fotografierten weiteren Aufnahme,
10 eine konzeptionelle Darstellung der relativen Lagebeziehung zwischen einem Standardmaßstab und der ersten bzw. zweiten Aufnahme der 8 bzw. 9,
11 ein Blockschaltbild eines Computersystems, mit dem das erfindungsgemäße fotogrammetrische Meßverfahren durchgeführt wird,
12 Teil eines Ablaufdiagramms der fotogrammetrischen Meßroutine, mit der auf Grundlage der in den 8 und 9 gezeigten ersten und zweiten Aufnahme eine Vermessungskarte erstellt wird,
13 ein Ablaufdiagramm des verbleibenden Abschnittes der fotogrammetrischen Meßroutine, und
14 eine konzeptionelle perspektivische Darstellung eines dreidimensionalen Koordinatensystems zur Erzeugung der Vermessungskarte.
1 zeigt das Äußere einer elektronischen Standbild-Videokamera, die bei einer fotogrammetrischen Meßeinrichtung verwendet werden kann. Die Standbild-Videokamera hat einen Kamerakörper 10, eine etwa mittig an einer Vorderseite des Kamerakörpers 10 angeordnete Aufnahmeoptik 12, eine an der Vorderseite des Kamerakörpers 10, rechtsseitig der Kameraoptik 12 über dieser angeordnete elektronische Blitzeinheit 14 und an der Vorderseite einen, bezogen auf die Aufnahmeoptik 12, der elektronischen Blitzeinheit 14 gegenüberliegend angeordneten Auslöser 16.
Des weiteren hat die Kamera auf der Oberseite ihres Kamerakörpers 10 einen mittig angeordneten Sucher 18, ein seitlich der einen Seite des Suchers 18 angeordnetes LCD-Feld 20 (LCD= Liquid Cristal Display) sowie einen seitlich der anderen Seite des Suchers 18 angeordneten Hauptschalterknopf 24. Ferner hat der Kamerakörper 10 einen an seiner Seitenwand ausgebildeten länglichen Schlitz 26, durch den ein Aufzeichnungsträger wie beispielsweise eine IC-Speicherkarte 28 in die Kamera eingelegt oder aus ihr entnommen werden kann. Zum Auswerfen bzw. Ausgeben der IC-Speicherkarte 28 aus dem länglichen Schlitz 26 der Kamera dient ein Ausgabeknopf 30.
Obwohl in 1 nicht dargestellt, ist in der Rückwand des Kamerakörpers 10 ein LCD-Bildschirm 62 eingelassen (vgl. 2), auf dem eine Aufnahme reproduziert und betrachtet werden kann.
2 zeigt ein Blockschaltbild der Videokamera. Die Videokamera hat eine Steuereinheit 32 mit einem Mikrocomputer bzw. Mikroprozessor, einem ROM-Speicher, einem RAM-Speicher und dergleichen, die die Videokamera insgesamt steuert.
Die Aufnahmeoptik 12 hat mehrere Linsengruppen und eine zwischen diesen angeordnete Blende 34. Hinter der Aufnahmeoptik 12 ist ein Festkörper-Bildsensor 36 angeordnet, der als Vorrichtung zum fotoelektrischen Umwandeln der Lichtstrahlen dient und der vorzugsweise ein CCD-Bildsensor (CCD= chargecoupled device) ist. Zwischen der Aufnahmeoptik 12 und dem CCD-Bildsensor 36 ist ein Schnellklappspiegel 38 angeordnet, über dem seinerseits eine Einstellscheibe 40 gehalten ist, die Bestandteil des optischen Systems des Suchers 18 ist.
Der Schnellklappspiegel 38 kann von einer Spiegelantriebsschaltung 42 zwischen einer abgesenkten Stellung, d.h. der mit durchgezogenen Linien in 2 gezeigten geneigten Stellung, und einer hochgeklappten Stellung bewegt werden, d.h. der mit gestrichelten Linien in 2 gezeigten horizontalen Stellung. Die Spiegelantriebsschaltung 42 wird durch eine Belichtungssteuerung 44 gesteuert, mit der ein Belichtungssensor 46 verbunden ist. Die Belichtungssteuerung 44 wird von der Steuereinheit 32 auf Grundlage des Ausgangssignals des Belichtungssensors 46 betätigt.
Der Schnellklappspiegel 38 ist üblicherweise in der abgesenkten bzw. geneigten Stellung angeordnet, um die durch die Aufnahmeoptik 12 einfallenden Lichtstrahlen in Richtung des optischen Systems des Suchers 18 abzulenken, damit der Fotograf das zu fotografierende Objekt im Sucher 18 betrachten kann. Sobald fotografiert wird, schwenkt die Spiegelantriebsschaltung 42 den Schnellklappspiegel 38 nach oben in die hochgeklappte Stellung, damit die durch die Aufnahmeoptik 12 einfallenden Lichtstrahlen auf die lichtempfangende Fläche des CCD-Bildsensors 36 gerichtet sind. Auf diese Weise wird durch die Aufnahmeoptik 12 eine optische Abbildung auf die lichtempfangende Fläche des CCD-Bildsensors 36 projiziert.
Dabei ist zu bemerken, daß, obwohl in 2 nicht gezeigt, eine gleichfalls von der Belichtungssteuerung 44 angesteuerte Blendenstellschaltung vorgesehen ist, mit der die Blende 34 verstellt wird.
Der CCD-Bildsensor 36 hat eine elektronische Verschlußfunktion, mit der eine Belichtungszeit, d.h. eine für die elektrische Ladungsspeicherung erforderliche Zeit, auf Grundlage eines Ausgangssignals des Belichtungssensors 46 reguliert wird. Nachdem die Belichtungszeit abgelaufen ist, wird der Schnellklappspiegel 38 von seiner hochgeklappten in seine abgesenkte Stellung zurückbewegt. Während der Belichtungszeit wandelt der CCD-Bildsensor 36 die optische Abbildung in elektrische Pixelsignale um. Die umgewandelten elektrischen Pixelsignale werden von einer CCD-Steuerschaltung 48 aus dem CCD-Bildsensor 36 gelesen, die von der Steuereinheit 32 betätigt wird.
Die aus dem CCD-Bildsensor 36 ausgelesenen Pixelsignale werden von einem Verstärker 50 verstärkt und anschließend durch einen Analog-Digital-Wandler 52 in digitale Pixelsignale umgewandelt. Die digitalen Pixelsignale werden von einer von der Steuereinheit 32 überwachten Bildverarbeitungsschaltung 54 einer Schattenkorrektur, einer Gammakorrektur und dergleichen unterzogen, und anschließend zeitweise in einem Speicher 56 gespeichert, der eine ausreichende Speicherkapazität zum Abspeichern eines aus den digitalen Pixelsignalen bestehenden Bildfeldes hat, das von dem CCD-Bildsensor 36 ausgegeben wird.
Die von dem Speicher 56 ausgegebenen Pixelsignale werden einer Speicherkarten-Steuerschaltung 58 zugeführt, durch die die eingespeisten digitalen Pixelsignale als Pixeldaten-Bildfeld auf der IC-Speicherkarte 28 abspeichert werden. Darüber hinaus kann das aus Pixelsignalen bestehende Bildfeld von dem Speicher 56 an einen Farbcodierer 60 ausgegeben werden, der auf Grundlage der Pixelsignale des Bildfeldes Farbvideosignale erzeugt, die anschließend in den, wie zuvor bereits erläutert, in der Rückwand des Kamerakörpers 10 vorgesehenen LCD-Bildschirm 62 eingespeist werden, auf dem die fotografierte Aufnahme reproduziert und betrachtet werden kann.
Die Videokamera ist ferner mit einem Winkelerfassungssystem ausgestattet, mit dem eine relative Schwenkbewegung der Videokamera ermittelt werden kann. Das Winkelerfassungssystem hat einen magnetischen Azimut-Sensor 64, einen ersten Drehwinkel-Sensor 66 und einen zweiten Drehwinkel-Sensor 68. Die Sensoren 64, 66 und 68 sind mit der Steuereinheit 32 über eine zwischengeschaltete Sensorsteuerschaltung 70 verbunden, die einen Microcomputer oder Microprozessor, einen ROM-Speicher, einen RAM-Speicher und dergleichen hat, um die Sensoren 64, 66 und 68 anzusteuern.
Das Winkelerfassungssystem ist mit einem dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystem verknüpft, wie es in 1 gezeigt ist. Obwohl das dreidimensionale χψ-ω-Koordinatensystem aus Übersichtlichkeitsgründen von der Kamera getrennt dargestellt ist, ist es vorzugsweise so in der Videokamera definiert, daß sein Ursprung am hinteren Hauptpunkt der Aufnahmeoptik 12 der Videokamera angeordnet ist. Die ψ-Achse des dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystems verläuft vertikal. Die χ- und ω-Achsen verlaufen ausgehend vom Ursprung horizontal und senkrecht zueinander.
Der magnetische Azimut-Sensor 64 ermittelt die Winkelbewegung der Kamera um die ψ-Achse des dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystems. Genauer gesagt werden die Schwenkbewegungen der Videokamera um die ψ-Achse als absolute Winkeldaten bezogen auf eine durch den Erdmagnetismus definierte Richtung mit Hilfe des Azimut-Sensors 64 ermittelt. Der erste und der zweite Drehwinkel-Sensor 66 und 68 ermitteln die Schwenkbewegung der Videokamera um die χ-Achse bzw. ω-Achse des dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystems. Die Sensorsteuerschaltung 70 berechnet die dreidimensionalen Winkeldaten der Videokamera auf Grundlage der von den Sensoren 64, 66 und 68 ermittelten dreidimensionalen Schwenkbewegungen. Kurz gesagt werden die dreidimensionalen Winkel der optischen Achse der Aufnahmeoptik 12 der Videokamera bezogen auf die vertikale ψ-Achse des dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystems mit Hilfe der Sensoren 64, 66 und 68 bestimmt.
Die Sensorsteuerschaltung 70, die von der Steuereinheit 32 überwacht wird, steuert jeden Sensor 64, 66 und 68 an und ist mit einem Datenspeicher 72 ausgestattet, der die von den Sensoren 64, 66 und 68 ermittelten dreidimensionalen Winkeldaten zeitweise abspeichert.
Im Idealfall sollte jeder der Sensoren 64, 66 und 68 in der Videokamera am Ursprung des dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystems positioniert sein, d.h. am hinteren Hauptpunkt der Aufnahmeoptik 12 der Videokamera. Tatsächlich ist es aber nicht möglich, jeden der Sensoren 64, 66 und 68 am hinteren Hauptpunkt der Aufnahmeoptik 12 anzuordnen.
Demzufolge muß jeder der Sensoren 64, 66 und 68 vom hinteren Hauptpunkt der Aufnahmeoptik 12 versetzt angeordnet werden. Dadurch müssen auch die dreidimensionalen Winkeldaten und die dreidimensionalen Positionsdaten durch Versatzdaten entsprechend korrigiert werden, die basierend auf dem Versatz jedes Sensors 64, 66 und 68, bezüglich des hinteren Hauptpunktes der Aufnahmeoptik 12 vorprogrammiert sind. Der Datenspeicher 72 wird gleichfalls zum Abspeichern der Versatzdaten verwendet.
Wie 2 zeigt, ist die Videokamera mit einem Hauptschalter 74 ausgestattet, der mit dem Hauptschalterknopf 24 (vgl. 1) derart verbunden ist, daß er durch Drücken des Hauptschalterknopfes 24 an- oder ausgeschaltet wird. Darüber hin aus hat die Videokamera einen Belichtungssensorschalter 76 und einen Auslöseschalter 78, die beide mit dem Auslöser 16 (vgl. 1) verbunden sind. Der Belichtungssensorschalter 76 wird angeschaltet, wenn der Auslöser 16 halb gedrückt ist. Wird der Auslöser 16 vollständig gedrückt, wird der Auslöseschalter 78 angeschaltet. Ferner ist zu bemerken, daß der Hauptschalter 74 und der Auslöseschalter 78 mit der Sensorsteuerschaltung 70 verbunden sind, um die Sensoren 64, 66 und 68 zu betätigen, wie später detailliert beschrieben wird.
Die elektronische Blitzeinheit 14 wird, wie 2 zeigt, von einer von der Steuereinheit 32 überwachten Blitzsteuerschaltung 80 elektrisch erregt. Sofern erforderlich, wird die elektronische Blitzeinheit 14 betätigt, sobald der Auslöser 16 vollständig gedrückt wird. Darüber hinaus ist das LCD-Feld 20 durch eine LCD-Feld-Steuerschaltung 82 mit der Steuereinheit 32 verbunden, um verschiedene Einstellungen der Videokamera, geeignete Mitteilungen und dergleichen anzuzeigen.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer von der Sensorsteuerschaltung 70 ausgeführten Sensorsteuerroutine, die durch Drücken des Hauptschalterknopfes 24 eingeleitet wird, der den Hauptschalter 74 anschaltet. Dabei ist zu bemerken, daß das Drücken des Hauptschalterknopfes 24 und das damit verbundene Einschalten des Hauptschalters 74 vorzugsweise erst durchgeführt wird, nachdem die Kamera auf einem Stativ befestigt worden ist, das an einer für die fotogrammetrische Vermessung des erwünschten Bereiches geeigneten Stelle positioniert ist.
In Schritt 301 wird der Datenspeicher 72 teilweise initialisiert, d.h. ein Bereich des Datenspeichers 72 zum Abspeichern der dreidimensionalen Winkeldaten der Videokamera gelöscht.
In Schritt 302 werden von den Sensoren 64, 66 und 68 die Winkeldaten ermittelt, die von den Schwenkbewegungen der Videokamera um die ψ-, χ- bzw. ω-Achse des dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystems abgeleitet werden. Die Winkeldaten werden nacheinander beispielsweise mit einem zeitlichen Abstand von 1 ms erfaßt.
In Schritt 303 wird bestimmt, ob das Zustandsbit F auf Null oder Eins gesetzt ist. Im Anfangszustand fährt die Steuerung, da F auf Null gesetzt ist, ausgehend von Schritt 303 mit Schritt 304 fort, bei dem die anfangs von den Sensoren 64, 66 und 68 ermittelten Winkeldaten als Anfangsdaten im RAM-Speicher der Sensorsteuerschaltung 70 abgespeichert werden.
In Schritt 305 werden die Anfangs-Winkeldaten auf Grundlage der zuvor im Datenspeicher 72 abgespeicherten Versatzdaten korrigiert. Danach wird in Schritt 306 das Zustandsbit F auf Eins gesetzt. Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt 302 zurück. Dabei ist zu bemerken, daß der Wert Eins des Zustandsbits F solange gesetzt bleibt, bis der Hauptschalter 74 durch Drücken des Hauptschalterknopfes 24 ausgeschaltet wird, d.h. daß das Zustandsbit F erst durch Abschalten des Hauptschalters 74 wieder auf Null gesetzt wird.
Nachdem in Schritt 302 die Zeit von 1 ms abgelaufen ist, werden von den Sensoren 64, 66 und 68 erneut Winkeldaten erfaßt, die bei einer Schwenkbewegung der Videokamera um die jeweilige ψ-, χ- bzw. ω-Achse des dreidimensionalen ψ-, χ- bzw. ω-Koordinatensystems entstehen. Anschließend fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 302 über Schritt 303 (F = 1) mit Schritt 307 fort, bei dem die ermittelten Winkeldaten im RAM-Speicher der Sensorsteuerschaltung 70 abgespeichert werden.
In Schritt 308 werden die dreidimensionalen Winkeldaten auf Grundlage der zuvor ermittelten Winkeldaten bzw. der korrigierten Anfangs-Winkeldaten und den neuesten Winkeldaten berechnet und im RAM-Speicher der Sensorsteuerschaltung 70 abgespeichert. Anschließend werden in Schritt 309 die berechneten dreidimensionalen Winkeldaten als Winkeldaten AD im Datenspeicher 72 abgespeichert. Danach kehrt die Steuerung ausgehend von Schritt 309 zu Schritt 302 zurück. Genauer gesagt werden die dreidimensionalen Winkeldaten AD jeweils nach Ablauf von 1 ms erneuert.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer von der Sensorsteuerschaltung 70 ausgeführten Unterbrechungsroutine. Die Unterbrechungsroutine wird durch ein von der Steuereinheit 32 an die Sensorsteuerschaltung 70 während der Aufnahmefunktion der Videokamera abgegebenes Unterbrechungssignal eingeleitet.
Sobald ein vorgegebenes Unterbrechungssignal von der Steuereinheit 32 an die Sensorsteuerschaltung 70 ausgegeben wird, wird in Schritt 401 die Eingabe weiterer Unterbrechungssignale an die Sensorsteuerschaltung 70 verhindert. Dies geschieht, weil die Steuereinheit 32 einen gemeinsamen Ausgang hat, aus dem an verschiedene in der Videokamera vorgesehene Steuerschaltungen Unterbrechungssignale ausgegeben werden. Deshalb muß die Sensorsteuerschaltung 70 vor der Eingabe anderer Unterbrechungssignale geschützt werden, nachdem das notwendige Unterbrechungssignal von der Steuereinheit 32 an die Sensorsteuerschaltung 70 einmal ausgegeben worden ist.
In Schritt 402 werden die Winkeldaten AD von der Sensorsteuerschaltung 70 aus dem Datenspeicher 72 gelesen und in die Steuereinheit 32 eingegeben.
Anschließend wird in Schritt 403 eine erneute Eingabe eines Unterbrechungssignals in die Sensorsteuerschaltung 70 wieder ermöglicht, damit sie während der nächsten Aufnahme von der Steuereinheit 32 unterbrochen werden kann.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer von der Steuereinheit 32 durchgeführten Aufnahmeroutine. Die Aufnahmeroutine wird durch Drücken des Hauptschalterknopfes 24, der durch den Hauptschalter 74 anschaltet, initiiert.
In Schritt 501 wird ein Anfangstestprogramm ausgeführt, das ermittelt, ob verschiedene Funktionen der Kamera ordnungsgemäß durchgeführt werden können oder nicht. Sobald eine der Funktionen der Kamera nicht betriebsbereit ist, wird im LCD-Feld 20 eine Warnungsmitteilung angezeigt, daß die Kamera nicht ordnungsgemäß arbeitet.
Anschließend wird in Schritt 502 bestimmt, ob der Auslöser 16 zum Einschalten des Belichtungssensorschalters 76 halb gedrückt ist oder nicht. Das Bestimmen, ob der Auslöser 16 halb gedrückt ist, wird in Zeitabständen von beispielsweise 1 ms wiederholt.
Sobald bestätigt wird, daß der Auslöser 16 halb gedrückt worden ist, fährt die Steuerung mit Schritt 503 fort, bei dem die Belichtungszeit bzw. die für die elektrische Ladungsspeicherung erforderliche Zeit auf Grundlage des vom Belichtungssensor 46 erzeugten Ausgangssignals berechnet wird.
Danach wird in Schritt 504 bestimmt, ob der Auslöser 16 vollständig gedrückt wurde oder nicht. Wurde der Auslöser 16, nachdem er zuvor halb gedrückt worden war, nicht vollständig gedrückt, kehrt die Steuerung von Schritt 504 zu Schritt 502 zurück. Dabei ist zu bemerken, daß in Zeitabständen von beispielsweise 1 ms wiederholt überprüft wird, ob der Auslöser 16 vollständig gedrückt worden ist.
Sobald bestätigt wird, daß der Auslöser 16 vollständig gedrückt worden ist, wobei der Auslöseschalter 78 angeschaltet wurde, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 504 mit Schritt 505 fort, bei dem der Auslöser 16 deaktiviert wird.
Anschließend wird in Schritt 506 die Aufnahmefunktion ausgeführt. Bei der Aufnahmefunktion wird die Größe der Blende 34 durch die von der Belichtungssteuerschaltung 44 gesteuerte Blendenstellschaltung auf Grundlage des Ausgangssignals des Belichtungssensors 46 eingestellt und anschließend der Schnellklappspiegel 48 von der abgesenkten Stellung in die hochgeklappte Stellung nach oben geschwenkt. Dadurch wird die lichtempfangende Fläche des CCD-Bildsensors 36 den durch die Aufnahmeoptik 12 einfallenden Lichtstrahlen ausgesetzt. Dabei wird eine von der Aufnahmeoptik 12 erfaßte optische Abbildung fokussiert und auf die lichtempfangende Fläche des CCD-Bildsensors 46 projiziert, der die optische Abbildung in ein aus elektrischen Pixelsignalen bestehendes Bildfeld umwandelt.
In Schritt 507 werden die Winkeldaten AD über die Sensorsteuerschaltung 70 aus dem Datenspeicher 72 gelesen. Hierzu gibt die Steuereinheit 32 an die Sensorsteuerschaltung 70 ein Unterbrechungssignal ab, damit sie die Winkeldaten AD einliest, wie oben beschrieben wurde.
In Schritt 508 wird überprüft, ob die Belichtungszeit zum Umwandeln der optischen Abbildung in elektrische Pixelsignale durch den CCD-Bildsensor 36, d.h. die für die elektrische Ladungsspeicherung erforderliche Zeit, abgelaufen ist oder nicht. Sobald die Belichtungszeit abgelaufen ist, wird der Schnellklappspiegel 48 von der hochgeklappten Stellung wieder in die abgesenkte Stellung zurückgeschwenkt.
In Schritt 509 werden die Pixelsignale des Bildfeldes aus dem CCD-Bildsensor 36 ausgelesen, von dem Verstärker 50 verstärkt, durch den Analog-Digital-Wandler 52 in digitale Pixelsignale umgewandelt und von der Bildverarbeitungsschaltung 54 weiterverarbeitet, bevor sie zeitweise im Speicher 56 abgespeichert werden.
In Schritt 510 werden die Pixelsignale von dem Speicher 56 in die Speicherkarten-Steuerschaltung 58 eingegeben, mit der die ausgegebenen Pixelsignale als Pixeldaten des Bildfeldes auf der IC-Speicherkarte 28 abgespeichert werden. Gleichzeitig werden die Winkeldaten AD mit der Nummer des Bildfeldes und weiteren Informationsdaten auf der IC-Speicherkarte 28 abgespeichert.
Wie konzeptionell in 6 gezeigt, ist der Speicherbereich der IC-Speicherkarte 28 so formatiert, daß er in ein Kopffeld und in ein Bilddatenspeicherfeld untergliedert ist. Die das Bildfeld bildenden Pixeldaten werden in dem Bilddatenspeicherfeld abgespeichert. Die Winkeldaten AD, die Nummer des Bildfeldes sowie weitere Informationsdaten wie die Aufnahmebedingungen, Datum und Uhrzeit der Aufnahme oder ähnliches werden im Kopffeld abgespeichert. Darüber hinaus kann der Speicherbereich der IC-Speicherkarte 28 auch ein Reservefeld enthalten, wie 6 zeigt.
Nachdem die Pixeldaten, die Winkeldaten AD, die Nummer des Bildfeldes sowie die weiteren Informationsdaten auf der IC-Speicherkarte 28 abgespeichert worden sind, fährt die Steuerung mit Schritt 511 fort, bei dem der Auslöser 16 wieder aktiviert wird. Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt 502 zurück und wartet auf die nächste Aufnahme.
7 zeigt konzeptionell eine fotogrammetrische Meßeinrichtung, bei der die oben beschriebene Videokamera verwendet wird. In dieser Darstellung ist ein würfelförmiges Objekt OB an einer Stelle positioniert, die fotogrammetrisch vermessen werden soll. Seitlich des zu vermessenden würfelförmigen Objektes OB ist ein Standard-Maßstab SC angeordnet. Der Standard-Maßstab SC und das würfelförmige Objekt OB werden aus zwei verschiedenen Richtungen von der Videokamera CA fotografiert. Wie 7 zeigt, wird der Standard-Maßstab SC und das würfelförmige Objekt OB zunächst aus einer mit durchgezogener Linie dargestellten ersten Position M₁ von der Videokamera CA fotografiert. Anschließend werden sie aus einer zweiten Position M₂ von der Videokamera CA fotografiert (in gestrichelten Linien dargestellt). Bei der ersten Position M₁ ist die optische Achse der Videokamera CA mit dem Bezugszeichen O₁ bezeichnet. An der zweiten Position M₂ ist die optische Achse der Videokamera CA durch das Bezugszeichen O₂ angegeben.
Dabei ist zu bemerken, daß sowohl die erste als auch die zweite Position M₁ und M₂ jeweils als der hintere Hauptpunkt der Aufnahmeoptik 12 der Videokamera CA definiert sein können.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Standard-Maßstab SC die Form einer gleichseitigen dreieckigen Platte, deren Eckpunkte als drei Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definiert sind. Die Seitenkanten des durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierten gleichseitigen Dreiecks haben jeweils eine vorgegebene Länge L, die als Standardmeßlänge verwendet wird. Ferner ist in 7 das durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierte gleichseitige Dreieck als schraffierte Fläche dargestellt, die als Referenzebene dient.
Dabei ist zu bemerken, daß anstelle des Standard-Maßstabes SC drei zueinander identische, kegelförmige Markierungen an geeigneten Stellen angeordnet sein können. In diesem Fall wird zuvor der Abstand zwischen zwei Spitzen der kegelförmigen Markierungen beispielsweise mit einem Maßband gemessen und der Wert als Standardmeßlänge gesetzt. Ferner wird als Referenzebene die durch die drei Spitzen der kegelförmigen Markierungen definierte Ebene verwendet.
8 zeigt eine durch die an der ersten Position M₁ angeordnete Videokamera CA fotografierte erste Aufnahme. Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist in der ersten Aufnahme ein rechtwinkliges x₁-y₁ Koordinatensystem definiert, dessen Ursprung c₁ im fotografischen Mittelpunkt der ersten Aufnahme angeordnet ist. In diesem x₁-y₁-Koordinatensystem werden die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ durch die Punkte p₁₁(px₁₁, py₁₁), p₁₂(px_12, py₁₂) bzw. p13(px₁₃, py₁₃) dargestellt.
9 zeigt eine durch die Videokamera CA in der zweiten Position M₂ fotografierte zweite Aufnahme. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß in der zweiten Aufnahme ein rechtwinkliges x₂-y₂-Koordinatensystem definiert ist, dessen Ursprung c₂ im fotografischen Mittelpunkt der zweiten Aufnahme angeordnet ist. In diesem x₂-y₂-Koordinatensystem werden die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ durch die Punkte p₂₁(px₂₁, py₂₁), p₂₂(px₂₂, py₂₂) bzw. p₂₃(px₂₃, py₂₃) dargestellt.
In 10 ist die dreidimensionale relative Lagebeziehung zwischen dem Standard-Maßstab SC, der Videokamera CA und der ersten und zweiten Aufnahme dargestellt. In diesem Fall wird der Standard-Maßstab SC auf Grundlage der an der ersten Position M₁ fotografierten ersten Aufnahme und der an der zweiten Position M₂ fotografierten zweiten Aufnahme reproduziert, wobei jedoch die Abmessungen des Standard-Maßstabes SC Relativwerte besitzen. Deshalb ist die Länge der Seitenkanten des durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierten gleichschenkligen Dreiecks durch die Angabe L' angezeigt.
Um die dreidimensionalen Koordinaten des würfelförmigen Objekts OB berechnen zu können, ist es erforderlich, ein dreidimensionales X-Y-Z-Koordinatensystem zu definieren, wie es 10 zeigt, bei dem die in der ersten und zweiten Aufnahme abgespeicherten Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ des Standard-Maßstabes SC bezüglich dieses zweiten dreidimensionalen Koordinatensystems lagemäßig bestimmt werden müssen.
Wie in 10 gezeigt, liegt der Ursprung des dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystems an der ersten Position M₁. Die erste Position M1 wird also durch die Ursprungskoordinaten 0, 0 und 0 des dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystems repräsentiert. Ferner fällt die Z-Achse des dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystems mit der durch die Winkelkoordinaten 0, 0 und 0 angegebenen optischen Achse 01 der an der ersten Position M₁ angeordneten Videokamera CA zusammen. Die zweite Position M₂ wird durch die Koordinaten X₀, Y₀ und Z₀, und die optische Achse 02 der an der zweiten Position M2 angeordneten Videokamera CA durch die Winkelkoordinaten α₀, β₀ und γ₀ repräsentiert. Die optische Achse 02 der Videokamera 14 definiert also Winkel α₀, β₀ und γ₀ mit der X-Achse, Y-Achse bzw. Z-Achse des dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystems.
Die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ des Standard-Maßstabes CA werden durch die Koordinaten PX_j, PY_j und PZ_j der Punkte P_j (wobei j = 1, 2, 3) dargestellt. Wie in 10 gezeigt, liegen jeder Referenzpunkt P₁(PX₁, PY₁, PZ₁), P₂(PX₂, PY₂, PZ₂) bzw. P₃(PX₃, PY₃, PZ₃), der in der ersten Aufnahme fotografierte Bildpunkt p₁₁(px₁₁, py₁₁), p₁₂(px₁₂, py₁₂) bzw. p₁₃(px₁₃, py₁₃) des entsprechenden Referenzpunktes sowie der hintere Hauptpunkt (M1) der Videokamera CA zueinander ausgerichtet auf einer gemeinsamen Geraden. In gleicher Weise liegen jeweils der Referenzpunkt P₁(PX₁, PY₁, PZ₁), P₂(PX₂, PY₂, PZ₂) bzw. P₃(PX₃, PY₃, PZ₃), der in der zweiten Aufnahme fotografierte Bildpunkt p₂₁(px₂₁, py₂₁), p₂₂(px₂₂, py₂₂) bzw. p₂₃(px₂₃, py₂₃) des entsprechenden Referenzpunktes sowie der hintere Hauptpunkt (M₂) der Videokamera CA zueinander ausgerichtet auf einer gemeinsamen Geraden.
Folglich können die Koordinaten PX_j, PY_j und PZ_j der Punkte P_j durch die folgenden Kollinear-Gleichungen bestimmt werden:
wobei:
a₁₁ = cos β·sin γ
a₁₂ = -cos β·sin γ
a₁₃ = sin β
a₂₁ = cos α·sin γ + sin α·sin β·cos γ
a₂₂ = cos α ·cos γ + sin α·sin β·sin γ
a₂₃ = -sin α·sin β
a₃₁ = sin α·sin γ + cos α·sin β·cos γ
a₃₂ = sin α·cos γ + cos α·sin β·sin γ
a₃₃ = cos α·cos β
Dabei ist zu bemerken, daß in diesen Gleichungen die Angabe C der Brennweite der Videokamera CA entspricht, die als Abstand zwischen dem hinteren Hauptpunkt (M₁ ) und dem fotografischen Mittelpunkt (c₁ ) der ersten Aufnahme sowie als Abstand zwischen dem hinteren Hauptpunkt (M₂) und dem fotografischen Mittelpunkt (c₂) der zweiten Aufnahme definiert ist. Ferner entspricht die Angabe i der Bildnummer der jeweiligen Aufnahme und die Angabe j dem jeweiligen Referenzpunkt P₁, P₂ bzw. P₃ des Standard-Maßstabes SC.
Wie zuvor bereits erläutert, werden, wenn die erste Aufnahme von der an der ersten Position M₁ angeordneten Videokamera CA fotografiert worden ist, die Bildpixeldaten der ersten Aufnahme gemeinsam mit den Winkeldaten AD, der Nummer des Bildfeldes und den weiteren Informationsdaten auf der IC-Speicher karte 28 abgespeichert. In diesem Fall können die aus dem dreidimensionalen xψ-ω-Koordinatensystem ermittelten Winkeldaten AD durch die Winkelkoordinaten α₁, β₁ und γ₁ dargestellt werden.
In gleicher Weise werden, wenn die zweite Aufnahme von der an der zweiten Position M₂ angeordneten Videokamera CA fotografiert worden ist, die Bildpixeldaten der zweiten Aufnahme gemeinsam mit den Winkeldaten AD, der Nummer des Bildfeldes und den weiteren Informationsdaten auf der IC-Speicherkarte 28 abgespeichert. In diesem Fall können die aus dem dreidimensionalen χψ-ω-Koordinatensystem ermittelten Winkeldaten AD durch die dreidimensionalen Winkelkoordinaten α₂, α₂ und β₂ dargestellt werden.
11 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems zur Koordinatenberechnung, das auf Grundlage der auf der IC-Speicherkarte 28 abgespeicherten Bildpixeldaten und den Winkeldaten AD das oben beschriebene fotogrammetrische Meßverfahren durchführt.
Wie 11 zeigt, ist das System zur Koordinatenberechnung als Computersystem ausgebildet, das mit einem Computer 84 arbeitet. Der Computer 84 enthält eine zentrale Recheneinheit 84A, einen ROM-Speicher 84B, in dem ein Betriebssystem, ein fotogrammetrisches Vermessungsprogramm, Konstanten u.ä. abgespeichert sind, einen RAM-Speicher 84C zum Abspeichern temporärer Daten, temporärer Konstanten und dergleichen, eine Festplatte 84D zum Abspeichern der von der zentralen Recheneinheit 84A berechneten Ergebnisse und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 84E.
Das Computersystem umfaßt ferner einen über die Schnittstelle 84E mit dem Computer 84 verbundenen IC-Speicherkartenleser 86. Der IC-Speicherkartenleser 86 ist mit einem Schlitz zur Aufnahme der IC-Speicherkarte 28 ausgestattet und hat ein IC-Speicherkartenlaufwerk 88 zum Einlesen des aus Bildpixeldaten bestehenden Bildfeldes, der Winkeldaten AD sowie der weiteren Informationsdaten.
Das Computersystem hat ferner einen Bildschirm 90 zur Darstellung einer fotografierten Aufnahme basierend auf den von der IC-Speicherkarte 28 eingelesenen Bildpixeldaten des Bildfeldes sowie einer durch den Computer 84 erstellten Vermessungskarte. Des weiteren hat das Computersystem eine Tastatur 92 zur Eingabe verschiedener Befehle und Daten in den Computer 84, eine Maus 94 zum Bewegen eines auf dem Bildschirm 90 dargestellten Cursors sowie einen Drucker 96, mit dem sofern erforderlich eine Vermessungskarte auf ein Blatt Papier gedruckt werden kann.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm der von dem Computer 84 nach 11 verwendeten fotogrammetrischen Meßroutine, bei der auf Grundlage der in den 8 und 9 gezeigten ersten und zweiten Aufnahmen eine Vermessungskarte erstellt wird. Beim Ausführen der Meßroutine wird entsprechend den ersten und zweiten Aufnahmen vom Benutzer ein Satz Bildfeldnummern ausgewählt.
In Schritt 1201 werden die Bildpixeldaten eines ersten Bildfeldes und erste Winkeldaten AD durch Eingabe der entsprechenden Bildfeldnummer des über die Tastatur 92 ausgewählten Aufnahmesatzes aus der IC-Speicherkarte 28 gelesen. Auf diese Weise wird die erste Aufnahme reproduziert und auf dem Bildschirm 90 dargestellt, wie in 8 gezeigt. Ferner werden die ersten Winkeldaten AD, d.h. die Winkelkoordinaten α₁, β₁ sowie γ₁ zeitweise im RAM-Speicher 84C des Computers 84 gespeichert.
In Schritt 1202 werden die Bildpixeldaten des zweiten Bildfeldes und zweite Winkeldaten AD durch Eingabe der anderen Bildfeldnummer des über die Tastatur 92 ausgewählten Aufnahmesatzes von der IC-Speicherkarte 28 gelesen. Auf diese Weise wird die zweite Aufnahme reproduziert und auf dem Bildschirm 90 dargestellt, wie in 9 gezeigt. Die zweiten Winkeldaten AD, d.h. die Koordinaten α₂, β₂ sowie γ₂ werden zeitweise im RAM-Speicher 84C des Computers 84 gespeichert.
In Schritt 1203 werden auf Grundlage der aus dem dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystem abgeleiteten und an der ersten Position M1 erhaltenen Winkelkoordinaten α₁, β₁ und γ₁ sowie der aus dem x-ψ-w-Koordinatensystem abgeleiteten und an der zweiten Position M₂ erhaltenen Winkelkoordinaten α₂, β₂ und γ 2 die nachfolgenden Berechnungen durchgeführt:
α₀←α₂-α1
β₀←β₂-β₁
γ₀←γ₂–γ₁ Geht man nun davon aus, daß die erste Position M₁ im Ursprung des dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystems angeordnet ist und die optische Achse O₁ der Videokamera mit der Z-Achse des dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystems (vgl. 10) zusammenfällt, können die Winkelkoordinaten α₀, β₀ und γ₀ der optischen Achse O₂ der Videokamera auf Grundlage der aus dem dreidimensionalen χ-ψ-ω-Koordinatensystem abgeleiteten Werte berechnet werden.
In Schritt 1204 werden die berechneten Ergebnisse, d.h. die Winkelkoordinaten α ₀, β₀ und γ₀ der optischen Achse 02, im RAM-Speicher 84C des Computers 84 zeitweise abgespeichert.
In Schritt 1205 werden über die Tastatur 92 als Koordinaten X₀, Y₀ und ₀ der zweiten Position M₂ geeignete Anfangswerte mit Ausnahme der Werte 0 in den Computer 84 eingegeben, der die Koordinaten X₀, Yp sowie Z₀ zeitweise im RAM-Speicher 84C abspeichert.
Selbstverständlich wurden zuvor die Koordinaten 0, 0 und 0 der ersten Position M1 sowie die Winkelkoordinaten 0, 0 und 0 der optischen Achse O₁ im RAM-Speicher 84C des Computers 84 gespeichert.
In Schritt 1206 werden die jeweiligen Referenzpunkte P_i _j(px_i _j, py_i _j) nacheinander durch den mit der Maus 100 verfahrbaren Cursor auf der auf dem Bildschirm 96 dargestellten ersten und zweiten Aufnahme bestimmt. Dabei werden die Koordinaten der zwei Punkte P₁₁(px₁₁, py₁₁) und P₂₁(px₂₁, py₂₁), der zwei Punkte P₁₂(px₁₂, py₁₂) und P₂₂(px₂₂, py₂₂) sowie der zwei Punkte P₁₃(px₁₃, py₁₃) und P₂₃(px₂₃, py₂₃) im RAM-Speicher 84C des Computers 84 zeitweise abgespeichert.
Zu bemerken ist, daß die Referenzpunkte P_ij (px_i _j, py_i _j) durch die Bewegung der Maus 94 vom Benutzer mit dem Cursor präzise bestimmt werden können, da die Eckpunkte der gleichseitigen dreieckigen Platte bzw. des Standard-Maßstabes SC sehr deutlich in der ersten und zweiten Aufnahme sichtbar sind.
Nachdem in Schritt 1206 die Referenzpunkte P_i _j(px_i _j, py_i _j) bestimmt worden sind, fährt die Steuerung mit Schritt 1207 fort, bei dem ein Zähler k auf Eins gesetzt wird. Anschließend wird in Schritt 1208 ein geeigneter Punkt Q1(k=1) des würfelförmigen Objektes OB ausgewählt (vgl. 7) und Bildpunkte q_ik (vgl. 8 und 9) des ausgewählten Punktes Q₁, die in der ersten und zweiten Aufnahme auf dem Bildschirm 90 dargestellt sind, durch den von der Maus 94 bewegten Cursor bestimmt. Dabei werden die Koordinaten der zwei Punkte g₁₁(gx₁₁, gy₁₁) und g₂₁(gx₂₁, gy₂₁) des Bildpunktes Q₁ im RAM-Speicher 84C des Computers 84 zeitweise abgespeichert.
Obwohl bei dem in 7 gezeigten Beispiel der Punkt Q₁(k=1) des Objektes OB aufgrund dessen würfelförmigen Profils relativ deutlich sichtbar ist, muß bemerkt werden, daß in der Realität Objekte komplexere Profile besitzen, so daß die präzise Bestimmung eines geeigneten Punktes an einem Objekt in den beiden Aufnahmen der 8 und 9 erschwert ist. Folglich können beim Bestimmen eines Objektpunktes mit dem Cursor durch die vom Benutzer vorgenommene Bewegung der Maus 94 gelegentlich Fehler auftreten.
In Schritt 1209 wird bestimmt, ob der Wert im Zähler k größer als Eins ist oder nicht. Im Anfangszustand, in dem k auf Eins gesetzt ist, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1209 mit Schritt 1210 fort, bei dem der Wert des Zählers k um Eins erhöht wird. Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt 1208 zurück.
In Schritt 1208 wird ein weiterer geeigneter Punkt Q2(k=2) des würfelförmigen Objektes OB ausgewählt und Bildpunkte q_ik (vgl. 8 und 9) des ausgewählten Punktes Q₂ (vgl. 7), die in der ersten und zweiten Aufnahme auf dem Bildschirm 90 dargestellt sind, durch den von der Maus 94 bewegten Cursor bestimmt. Dabei werden die Koordinaten der zwei Punkte q₁₂(qx₁₂, qy₁₂) und q₂₂(qx₂₂, qy₂₂) des Bildpunktes Q₂ im RAM-Speicher 84C des Computers 84 zeitweise abgespeichert.
In Schritt 1209 wird erneut bestimmt, ob der Wert des Zählers k größer als Eins ist oder nicht. In diesem Betriebszustand, in dem der Wert von k auf Zwei gesetzt ist, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1209 mit Schritt 1211 fort, bei dem die oben beschriebenen Kollineargleichungen auf Grundlage der im RAM-Speicher 84C gespeicherten Koordinaten gelöst werden, um die Koordinaten PX_j, PY_j und PZ_j der Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃, die Koordinaten QX₁, QY₁ sowie QZ₁ des Objektpunktes Q₁ und die Koordinaten QX₂, QY₂ sowie QZ₂ des Objektpunktes Q₂ zu bestimmen.
Wie aus dem zuvor Beschriebenen ersichtlich, werden die Kollineargleichungen auf Grundlage fünf zuvor bestimmter Punkte, nämlich der drei Referenzpunkte P_j Q = 1, 2, 3) und den Objektpunkten Q_k (k = 1, 2) berechnet. Die Kollineargleichungen sollten auf Grundlage mindestens fünf vorgegebener Punkte gelöst werden, damit die Koordinaten der vorgegebenen fünf Punkte ausreichend an das dreidimensionale X-Y-Z-Koordinatensystem angeglichen sind.
Wie 13 zeigt, werden in Schritt 1212 die Längen l₁, l₂ und l₃ der drei Seiten des dreieckigen Standard-Maßstabes SC, die in dem dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystem durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definiert sind, auf Grundlage der zuvor bestimmten Koordinaten PX_j, PY_j und PZ_j der Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ berechnet. Dabei entspricht die Angabe 11 der Seitenlänge zwischen den Referenzpunkten P₁ und P₂, die Angabe 12 der Seitenlänge zwischen den Referenzpunkten P₂ und P₃ sowie die Angabe 13 der Seitenlänge zwischen den Referenzpunkten P₃ und P₁.
In Schritt 1213 wird eine Fläche S des dreieckigen Standard-Maßstabes SC, die in dem dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystem durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definiert ist, auf Grundlage der berechneten Längen 11, 12 und 13 sowie der zuvor bestimmten Koordinaten PX_j, PY_j und PZ_j der Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ berechnet. Danach wird in Schritt 1214 ein Koeffizient m wie folgt berechnet:
dabei entspricht RS der tatsächlichen Fläche der Referenzebene, die in 7 als schraffierte Fläche dargestellt ist.
Wahlweise kann der Koeffizient m auch durch die folgende Gleichung berechnet werden: m = (L/l1 + L/l2 + L/l3)/3
In Schritt 1215 werden dann die folgenden Berechnungen durchgeführt:
L₁←ml₁
L₂←ml₂
L3←ml₃ Die berechneten Längen l₁, l₂ und l₃ werden also als geschätzte tatsächliche Länge (L) angesehen und jeweils auf Grundlage des Koeffizienten m in die Länge L₁, L₂ bzw. L₃ umgewandelt.
In Schritt 1216 wird jeweils die Differenz zwischen der tatsächlichen Länge L und den umgewandelten Längen L₁, L₂ und L₃ wie folgt berechnet:
ΔL₁←L–L₁
ΔL₂←L-L₂
ΔL₃←L–L₃
In Schritt 1217 wird der maximale Differenzwert ΔL_MAX aus den Differenzwerten ΔL₁, ΔL₂ sowie ΔL₃ ausgewählt. Anschließend wird in Schritt 1218 bestimmt, ob das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L kleiner oder gleich 0,001 ist.
Ist das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L größer als 0,001, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1218 mit Schritt 1219 fort, bei dem auf dem Bildschirm 90 eine Fehlermeldung angezeigt wird. Beispielsweise wird auf dem Bildschirm 90 eine Fehlermeldung angezeigt, daß der Objektpunkt q₁ _k und q₂ _k in der ersten und zweiten Aufnahme nicht ordnungsgemäß bestimmt worden ist. Wenn die Objektpunkte q₁ _k und q_2k nicht genau bestimmt worden sind, ist der im dreidimensionalen X-Y-Z-Koordinatensystem durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierte dreieckige Standard-Maßstab SC so verzerrt, daß jede der umgewandelten Längen L₁, L₂ und L₃ bezogen auf die tatsächliche Länge L außerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches liegen.
Wenn das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L, durch das die Abweichung der umgewandelten Länge zur tatsächlichen Länge L dargestellt wird, höchstens 0,001 ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Toleranz akzeptabel. Kurz gesagt müssen die Koordinaten PX_j, PY_j und PZ_j der Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ ausreichend genau angenähert sein, da die Lösung der Kollineargleichungen auf diesen fünf vorher bestimmten Punkten basiert, wie zuvor erläutert wurde. Wenn dagegen das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L größer als 0,001 ist, bedeutet dies, daß die Bestimmung der Objektpunkte q₁ _k und q_2k nicht annehmbar ist. In diesem Fall müssen die Objektpunkte q₁ _k und q_2k mit Hilfe des Cursors in der ersten und zweiten Aufnahme durch die vom Benutzer bewegte Maus 94 erneut bestimmt werden.
In Schritt 1220 wird bestimmt, ob das Zustandsbit F auf Null oder Eins gesetzt ist. In diesem Verfahrenszustand, bei dem das Zustandsbit F auf Null gesetzt ist, fährt die Steuerung mit Schritt 1221 fort, bei dem der Zähler k auf Eins gesetzt wird. Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt 1208 zurück, bei dem die Bestimmung der Objektpunkte q₁ _k und q_2k mit Hilfe des Cursors in der ersten und zweiten Aufnahme durch die vom Benutzer bewegte Maus 94 noch einmal vorgenommen werden soll.
Wenn in Schritt 1218 festgestellt wird, daß das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L kleiner oder gleich dem Wert 0,001 ist, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1218 mit Schritt 1222 fort, bei dem das Zustandsbit F auf Eins gesetzt wird. Danach wird in Schritt 1223 durch Verwendung des Koeffizienten m eine Skalierung zwischen den ermittelten Referenzpunkten P_j(PX_j, PY_j, PZ_j) und dem Punkt Q₁(QX₁, QY₁, QZ₁) bestimmt, um eine genaue räumliche Beziehung zwischen diesen zu ermitteln. Anschließend wird in Schritt 1224 das dreidimensionale X-Y-Z-Koordinatensystem in ein dreidimensionales X'-Y'-Z'-Koordinatensystem transformiert, das so definiert ist, wie es in 14 gezeigt ist.
Wie aus 14 ersichtlich, liegt der Ursprung des dreidimensionalen X'-Y'-Z'-Koordinatensystems im Referenzpunkt P₁, wobei dessen X'-Achse durch die Referenzpunkte P₁ und P₂ definiert ist. Des weiteren definieren die X'- und die Z'-Achse des Koordinatensystems eine Ebene Ps, die die durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierte schraffierte dreieckige Referenzfläche enthält. Dabei ist zu bemerken, daß bei dem in 14 gezeigten Beispiel, obwohl der Ursprung des dreidimensionalen X'-Y'-Z'-Koordinatensystems mit dem Referenzpunkt P₁ zusammenfällt, der Ursprung an jeder Position in der Ebene Ps angeordnet sein kann.
Wie 13 weiter zeigt, wird in Schritt 1225 die X'-Z'-Ebene, in der die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ sowie der Objektpunkt Q₁ aufgezeichnet sind, als Vermessungskarte auf dem Bildschirm 96 dargestellt. Anschließend wird in Schritt 1226 bestimmt, ob ein weiterer Satz Punkte q1 k und q2k am würfelförmigen Objekt OB ermittelt werden soll oder nicht. Wenn ein weiterer Satz Punkte q1 k und q_2k bestimmt werden soll, d.h., eine bis dahin nicht ausreichende Anzahl von Punkten q₁ _k und q_2k bestimmt wurde, die für die Erzeugung einer genauen Vermessungskarte nötig sind, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1226 mit Schritt 1227 fort, bei dem der Zähler k um Eins erhöht wird.
Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt 1208 zurück, bei dem ein weiterer Satz Bildpunkte q₁ _k und q_2k (Q_k=3) mit Hilfe des Cursors in der ersten und zweiten Aufnahme durch die vom Benutzer bewegte Maus 94 bestimmt wird.
In Schritt 1209 wird bestimmt, ob der Wert des Zählers k größer als Eins ist. In diesem Betriebszustand fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1209 mit Schritt 1211 fort, da k auf Drei gesetzt ist. In Schritt 1211 werden die Kollineargleichungen basierend auf sechs Punkten, nämlich den Referenzpunkten P₁ _j(PX_j, PY_j, PZ_j) und den drei Objektpunkten Q_k(QX_k, QY_k, QZ_k) berechnet, wobei die Koordinaten der Punkte angenähert bestimmt worden sind. Danach wird ein Teil der Routine mit den Schritten 1212 bis 1217 in gleicher Weise wie oben beschrieben durchgeführt.
In Schritt 1218 wird bestimmt, ob das Verhältnis von maximalem Differenzwert Δ L_MAX zu tatsächlicher Länge L kleiner oder gleich dem Wert 0,001 ist.
Ist das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L größer als 0,001, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1218 mit Schritt 1219 fort, bei dem auf dem Bildschirm 90 eine Meldung ausgegeben wird, daß die Bildpunkte q₁ _k und q_2k in der ersten und zweiten Aufnahme nicht genau genug bestimmt worden sind. Danach wird in Schritt 1220 bestimmt, ob das Zustandsbit F auf Null oder Eins gesetzt ist. In diesem Zustand, da das Zustandsbit F auf Eins gesetzt ist, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1220 mit Schritt 1228 fort, bei dem der Wert des Zählers k um Eins erhöht wird. Danach kehrt die Steuerung zu Schritt 1208 zurück, bei dem ein weiterer Satz Bildpunkte q _1k und q_2k mit Hilfe des Cursors in der ersten und zweiten Aufnahme durch die vom Benutzer bewegte Maus 94 erneut bestimmt werden muß.
Wird dagegen in Schritt 1218 festgestellt, daß das Verhältnis von maximalem Differenzwert ΔL_MAX zu tatsächlicher Länge L kleiner oder gleich dem Wert 0,001 ist, wird der Abschnitt der Routine, der die Schritte 1222 bis 1226 umfaßt, in gleicher Weise wiederholt, wie sie zuvor erläutert wurde.
Wenn in Schritt 1226 kein weiterer Satz Punkte q₁ _k und q_2k ermittelt werden soll, d.h., wenn eine ausreichende Anzahl Punkte q₁ _k und q_2k bestimmt worden ist, die für die Erzeugung einer annehmbaren Vermessungskarte erforderlich ist, fährt die Steuerung ausgehend von Schritt 1226 mit Schritt 1229 fort, bei dem das Zustandsbit F auf Null gesetzt wird. Anschließend werden in Schritt 1230 Daten zum Erstellen einer Vermessungskarte auf der Festplatte 84D abgespeichert. Danach ist die Routine abgeschlossen.
Sofern erforderlich, kann die Vermessungskarte basierend auf den jeweiligen Daten mit dem Drucker 96 auf ein Blatt Papier gedruckt werden.
Wenn bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Standard-Maßstab SC horizontal ausgerichtet ist, d.h. die durch die Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierte Referenzebene, die in 7 als schraffierte Fläche dargestellt ist, bezüglich der Erdoberfläche horizontal verläuft, werden ähnlich den Koordinaten X₀, Y₀ und Z₀ der zweiten Position M₂ mit Ausnahme des Wertes Null geeignete Anfangswerte für die Winkelkoordinaten α₀, β₀ und γ₀ der optischen Achse O₂ über die Tastatur 92 in den Computer 84 eingegeben. Solange der Standard-Maßstab SC horizontal ausgerichtet ist, können die Näherungsrechnungen durch Lösen der Kollineargleichungen auf Grundlage geeigneter Winkelkoordinaten berechnet werden. Eine Verzerrung des durch die angenäherten Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierten, dreieckigen Standard-Maßstabes SC kann deshalb nur durch eine ungenaue Bestimmung der Objektpunkte in der ersten und zweiten Aufnahme verursacht sein.
Ist dagegen der Standard-Maßstab SC bezüglich der Erdoberfläche geneigt angeordnet, und werden als geeignete Daten für die Winkelkoordinaten der optischen Achse 02 mit Ausnahme des Wertes Null geeignete Anfangswerte über die Tastatur 92 in den Computer 84 eingegeben, ist es nicht möglich, zu ermitteln, ob eine Verzerrung des durch die angenäherten Referenzpunkte P₁, P₂ und P₃ definierten, dreieckigen Standard-Maßstabes SC durch eine ungenaue Bestimmung der Objektpunkte in der ersten und zweiten Aufnahme oder durch die geneigte Anordnung des Standard-Maßstabes SC verursacht ist.
Selbstverständlich muß eine fotogrammetrisch zu vermessende Stelle, an der der dreieckige Standard-Maßstab plaziert wird, nicht notwendigerweise exakt horizontal verlaufen. Deshalb wird vorzugsweise die Kamera mit Winkelerfassungseinrichtung (vgl. 2) bei der fotogrammetrischen Meßeinrichtung verwendet.
Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Standard-Maßstab SC vorzugsweise sowohl die Standard-Maßstablänge als auch die Standard-Referenzebene definiert, können diese auch unabhängig voneinander definiert werden. Beispielsweise kann eine dreieckige Platte nur dazu verwendet werden, die durch ihre drei Eckpunkte definierte Ebene als Standard-Referenzebene zu verwenden. Die Spitzen von zwei kegelförmigen Markierungen können dann zur Definition der Standard-Maßlänge eingesetzt werden. Ferner kann als Standard-Maßstab eine mehreckige Platte wie beispielsweise eine viereckige oder eine fünfeckige Platte eingesetzt werden. In diesem Fall dient als Standard-Maßstablänge der Abstand zweier benachbarter Eckpunkte der mehreckigen Platte. Als Standard-Referenzebene dient eine durch ihre Eckpunkte definierte Ebene.
Wenn die oben beschriebenen Kollineargleichungen zunächst auf Grundlage fünf deutlich sichtbarer Punkte, die an dem mehreckigen Standard-Maßstab und/oder Markierungen wie kegelförmigen Markierungen abgeleitet werden können, ohne daß ein Objektpunkt bestimmt wird, können die Näherungsrechnungen beim ersten Lösen der Kollineargleichungen genau durchgeführt werden. In diesem Fall wird ein Objektpunkt erst beim zweiten Lösen der Kollineargleichungen bestimmt.

Claims

Fotogrammetrisches Meßverfahren zum Erstellen einer Vermessungskarte auf Grundlage einer ersten und einer zweiten Aufnahme, die aus zwei verschiedenen Aufnahmepositionen (M₁, M₂) fotografiert sind und in denen jeweils ein Bild eines in der Vermessungskarte aufzuzeichnenden Objektes (OB) und ein Bild eines Standard-Maßstabs (SC) enthalten sind, wobei die erste und die zweite Aufnahme auf einer Anzeigevorrichtung (90) dargestellt werden, in den dargestellten Aufnahmen jeweils Punkte an dem Standard-Maßstab (SC) und Punkte an dem Objekt (OB) bestimmt werden, wobei die Bestimmung der Punkte an dem Standardmaßstab (SC) als fehlerfrei und die Bestimmung der Punkte an dem Objekt (OB) als gelegentlich fehlerbehaftet betrachtet wird, zweidimensionale Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte und zweidimensionale Positionsdaten der an dem Objekt (OB) bestimmten Punkte ermittelt werden, aus den zweidimensionalen Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte und den zweidimensionalen Positionsdaten der an dem Objekt (OB) bestimmten Punkte näherungsweise dreidimensionale Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte ermittelt werden, aus den näherungsweise ermittelten dreidimensionalen Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte ein Dimensionswert (L₁, L₂, L₃) des Standard-Maßstabs (SC) näherungsweise berechnet wird, bestimmt wird, ob die Differenz von dem näherungsweise berechneten Dimensionswert (L₁, L₂, L₃) und dem bekannten tatsächlichen Dimensionswert (L) des Standard-Maßstabs (SC) außerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt, und die Bestimmung der Punkte an dem Objekt (OB) und die anschließende näherungsweise Berechnung des Dimensionswerts (L₁, L₂, L₃) anhand dieser Punkte wiederholt werden, bis die Differenz des näherungsweise berechneten Dimensionswerts (L₁, L₂, L₃) und des bekannten tatsächlichen Dimensionswerts (L) innerhalb des vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt.
Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnung angezeigt wird, daß die Bestimmung der Punkte an dem Objekt (OB) wiederholt werden soll, wenn die Differenz von berechnetem Dimensionswert (L₁, L₂, L₃) und tatsächlichem Dimensionswert (L) außerhalb des zulässigen Bereiches liegt.
Meßverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dimensionswert eine aus dem Bild des Standard-Maßstabes (SC) ermittelte Länge (l₁, l₂, l₃) ist.
Meßverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bild des Standard-Maßstabes (SC) mindestens zwei Referenzpunkte (P₁, P₂, P₃) sichtbar sind, deren im Bild des Standard-Maßstabes (SC) sichtbarer Abstand die ermittelte Länge (l₁, l2, l₃) definiert.
Meßverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bild des Standard-Maßstabs (SC) mindestens drei Referenzpunkte (P₁, P₂, P₃) sichtbar sind, und daß mindestens einer der tatsächlichen Abstände zwischen den Referenzpunkten (P₁, P₂, P₃) der bekannte tatsächliche Dimensionswert (L) ist.
Meßverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpunkte (P₁, P₂, P₃) ein gleichseitiges Dreieck bilden.
Meßverfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpunkte (P₁, P₂, P₃) eine dreieckige Referenzebene (Ps) definieren, in der die Vermessungskarte liegt.
Meßverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem näherungsweisen Berechnen die dreidimensionalen Winkelpositionen einer die erste und die zweite Aufnahme fotografierenden Kamera (CA) berücksichtigt werden, die die Kamera (CA) jeweils in einer der beiden Aufnahmepositionen (M₁, M₂) einnimmt, wenn die Referenzebene zur Horizontalen geneigt verläuft.
Meßverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das näherungsweise Berechnen der dreidimensionalen Positionsdaten (P_j, Q_k) auf fünf Sätzen zweidimensionaler Positionsdaten (p_ij, q_ik) basiert.
Fotogrammetrische Meßeinrichtung zum Erstellen einer Vermessungskarte auf Grundlage einer ersten und einer zweiten Aufnahme, die aus zwei verschiedenen Aufnahmepositionen (M₁, M₂) fotografiert sind und in denen jeweils ein Bild eines in der Vermessungskarte aufzuzeichnenden Objekts (OB) und ein Bild eines Standard-Maßstabs (SC) enthalten sind, umfassend eine Anzeigevorrichtung (90), die die erste und die zweite Aufnahme darstellt, eine Markierungsvorrichtung (94), die in den dargestellten Aufnahmen jeweils Punkte an dem Standard-Maßstab (SC) und Punkte an dem Objekt (OB) bestimmt, wobei die Bestimmung der Punkte an dem Standard Maßstab (SC) als fehlerfrei und die Bestimmung der Punkte an dem Objekt (OB) als gelegentlich fehlerbehaftet betrachtet wird, eine Ermittlungsvorrichtung, die zweidimensionale Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte und zweidimensionale Positionsdaten der an dem Objekt (OB) bestimmten Punkte ermittelt, und eine Recheneinheit (84A), die aus den zweidimensionalen Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte und den zweidimensionalen Positionsdaten der an dem Objekt (OB) bestimmten Punkte näherungsweise dreidimensionale Positionsdaten der an dem Standard-Maßstab (SC) bestimmten Punkte berechnet, wobei die Recheneinheit (84A) aus den näherungsweise berechneten dreidimensionalen Positionsdaten der an dem Standard=Maßstab (SC) bestimmten Punkte einen Dimensionswert (L₁, L₂, L₃) des Standard-Maßstabs (SC) näherungsweise berechnet und bestimmt, ob die Differenz von dem näherungsweise berechneten Dimensionswert (L₁, L₂, L₃) und dem bekannten tatsächlichen Dimensionswert (L) des Standard-Maßstabs (SC) außerhalb eines vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt und bei Überschreiten dieses Bereichs die Markierungsvorrichtung (94) die Bestimmung von Punkten an dem Objekt (OB) und die Recheneinheit (84A) die näherungsweise Berechnung des Dimensionswerts (L₁, L₂, L₃) auf Grundlage dieser Punkte wiederholt, bis die Differenz des näherungsweise berechneten Dimensionswerts (L₁, L₂, L₃) und des bekannten tatsächlichen Dimensionswerts innerhalb des vorgegebenen zulässigen Bereichs liegt.
Meßeinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Warneinrichtung, die anzeigt, daß die Bestimmung der Punkte an dem Objekt (OB) wiederholt werden soll, wenn die Differenz von berechnetem Dimensionswert (L₁, L₂, L₃) und tatsächlichem Dimensionswert (L) außerhalb des zulässigen Bereiches liegt.
Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung ein Teil der Anzeigevorrichtung (90) ist.
Meßeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Standard-Maßstab (SC) Referenzpunkte (P₁, P₂, P₃) aufweist, die ein gleichseitiges Dreieck bilden.
Meßeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpunkte (P₁, P₂, P₃) eine dreieckige Referenzebene definieren, in der die Vermessungskarte liegt.