Bài giảng đo ảnh và viễn thám chương 3 trần trung anh

MͬC LͬC

BӜ GIÁO DӨC VÀ ĈÀO TҤO
TRѬӠNG ĈҤI HӐC MӒ ĈӎA CHҨT

Mҳt ngѭӡi và khҧ QăQJ QKìn cӫa mҳt ngѭӡi
Cҧm giác lұp thӇ nhân tҥo
Cһp ҧnh lұp thӇ, mô hình lұp thӇ
HiӋu ӭng lұp thӇ
Các phѭѫng pháp nhìn lұp thӇ
Tiêu ÿo
Các yӃu tӕ hình hӑc cѫ bҧn cӫa cһp ҧnh lұp thӇ
Các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng cһp ҧnh lұp thӇ
Tính toán tӑa ÿӝ ÿLӇm ÿӏa vұt
Các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng tѭѫng ÿӕi
Các
yӃu tӕ ÿӏnhPhotogrammetry
hѭӟng and
tuyӋt
ÿӕi
Tran Trung Anh
Remote Sensing
2

CHѬѪNG 3
CѪ SӢ Ĉ2 ҦNH LҰP THӆ
Trҫn Trung Anh
Bӝ P{Q ĈR ҧnh và ViӉn thám

Nguyên lý c̫m nh̵n hình ̫nh

M̷t ng˱ͥi

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

3

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

4


Kh̫ QăQJ QKìn cͯa 2 m̷t

Kh̫ QăQJ QKìn cͯa 1 m̷t
a
b
.

.

.

f

.

B

B

į

A

.

A

e
0,0035mm
206265′′ = 45"
δ′I′ = ρ′′ =
fe
16mm
δ′′
δ′II′ = I ≈ 20′′
2

.

.

.

Ȗa

.

.

O1
..

A
.

Mӝt mҳt không có khҧ QăQJ QKìn không gian
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

.

γ min

5

1,0

ƩYmin (m) 0,0001 0,002

a’

a”

b”

Photogrammetry and Remote Sensing
.

.

A
.

.

6

100

200

450

5,6

22,4

89,5

453

Ȗb

.

A
.

P1 a b
1 1

O1

.

a2

b2

..

B

.

b’

P2

P1 a1 b1

O2
.

.

a”
.

a’

σ = a ′b′ − a ′′b′′
Tran Trung Anh

.

b”

Ȗb

Ȗa

.

.

.

.

7

B

Ȗa

.

50

Photogrammetry and Remote Sensing

f

B

.

Tran Trung Anh

.

Thӏ sai sinh lý
Δγ
σ = a ′b′ − a ′′b′′ =
f

C̫m giác l̵p th͋ nhân t̩o

B
Y 2 Δγ min
′
′
ρ

d
γ
Ÿ
Δ
Y
=
−
⋅
min
γ2
B
ρ′′

0,25

f

O2

.

.

.

Y(m)

.

Tran Trung Anh

B
B
ρ′′ Ÿ Ymax =
ρ′′
γ
γ min
= Δγ min = 30′′; B = 65mm Ÿ Ymax = 450m

dY = −

B

b’

Kh̫ QăQJ QKìn g̯n xa
Y=

Δγ = γ A − γ B

YB

YA

B

a

Chênh lӋch
góc giao hӝi

Ȗb

O1

.

..

a2

b2 P2
.

b’

.

b’

O2

.

a’

b”

a”

σ = a′b′ −a′b′′ = k(a1b1 −a28b2 )
Photogrammetry and Remote Sensing
.

.


C̿p ̫nh l̵p th͋

C̫m giác l̵p th͋ nhân t̩o

Ĉ͡ phͯ d͕c
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

9

y1

.

.

a1

x1

.

a2
.

.

Photogrammetry and Remote Sensing

1. Chͭp ÿ˱ͫc c̿p ̫nh l̵p th͋

y2

A

2. V͓ trí ÿ̿t c̿p ̫nh sao cho
các tia ng̷m cùng tên giao
nhau
(t̩o thành các m̿t

x2

ph̻ng ÿáy chͱa c̩nh

B

a1 b1

a2 b2

ÿáy m̷t).

Thӏ sai dӑc: q = y1- y2
Thӏ sai ngang: p = x1 – x2

3. M͟i m͡t m̷t ch͑

o1

B

nhìn 1 ṱm ̫nh t˱˯ng ͱng
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

10

Ĉi͉u ki͏n hình thành c̫m giác
l̵p th͋ nhân t̩o

Th͓ sai d͕c, th͓ sai ngang
.

Tran Trung Anh

Ĉi͋m ̫nh
cùng tên

11

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

o2
12


Hi͏u ͱng l̵p th͋ thu̵n, ngh͓ch

Tính ch̭t cͯa hi͏u ͱng l̵p th͋
Mӣ rӝng cҥnh ÿáy quan sát B’=n*B

P1

a1,b1

.

a2 b2

P2

P1

a1,b1

.

B’

b2 a2 P2
A’

O1
P1

B

O2
b1,a1

b2 a2

O1

P2

P1

B

O2
b1,a1

b2 a2

A

P2

B

P1

P1

P2

P2

B’=n*B
A

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

A

OTran
Anh
1 Trung B

13

B

O’

Photogrammetry and Remote Sensing 1

B’=n*B

14

Tính ch̭t cͯa hi͏u ͱng l̵p th͋

Tính ch̭t cͯa hi͏u ͱng l̵p th͋
Thay ÿәi tiêu cӵ quan sát f’=v*f

O2

Ĉӗng thӡi mӣ rӝng cҥnh ÿáy quan sát B’=n*B
Và WKD\ ÿәi tiêu cӵ quan sát f’=v*f

B’

B”

A”

A’
B

A
A
P1

P2
.

.

O1

B

Tran Trung Anh

f’=v*f

P1

B’=n*B
f’=v*f

P2

.

f

.

f’=v*f

O2
O’1

B O’2

15

P2

P2

P1

.

O1
Photogrammetry and Remote Sensing

P1

B

O2f

Tran Trung Anh

f’

.

O”1

Photogrammetry and Remote Sensing

B’

O”2

16

O’2


Các ph˱˯ng pháp nhìn l̵p th͋

Kính l̵p th͋ ph̫n quang

1. Kính lұp thӇ ÿѫQ JLҧn

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

17

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

18

Nguyên lý xây d͹ng c̿p ̫nh l̵p th͋
b͝ sung màu
Cһp ҧnh

ÿen trҳng

Kính tách màu b͝ sung

Bӝ lӑc
+
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

19

Ҧnh trái
Tran Trung Anh

=
Ҧnh phҧi

Photogrammetry and Remote Sensing

20


Nguyên lý xây d͹ng c̿p ̫nh l̵p th͋
tách màu
Cһp ҧnh màu

Kính tách m̯u b͝ sung

Tách màu

+
Ҧnh trái
Tran Trung Anh

=
Ҧnh phҧi

Photogrammetry and Remote Sensing

21

Kính chͣp tinh th͋ l͗ng LCS
Liquid Crystal Shutter

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

22

Tr̩m ÿo ̫nh s͙

23

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

24


Mô hình l̵p th͋
S1
P1

S2
P2

Th͹c ÿ͓a
Mô hình l̵p th͋
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

25

Tiêu ÿo th͹c

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

26

Ĉo l̵p th͋ b̹ng tiêu ÿo th͹c

27

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

28


Tiêu ÿo s͙

Tiêu ÿo ̫o
S1
P1

S2
P2

Tiêu ÿo th͹c

Tiêu ÿo ̫o
là hình ̫nh
cͯa 2 WLrX
ÿo th͹c
Tran Trung Anh

Mô hình l̵p th͋
Photogrammetry and Remote Sensing

29

Tran Trung Anh

Tiêu ÿo s͙

Photogrammetry and Remote Sensing

Các y͇u t͙ hình h͕c cͯa mô hình l̵p th͋
WN
a1 o

1

WA
n2

n1

o2

n’2

a2
n’1

B

S1

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

30

31

N

Tran Trung1Anh

S2

A O2
N2
O1 Photogrammetry
and Remote Sensing

Tâm chөp S1 trái, S2 phҧi
Cҥnh ÿáy chөp B=S1S2
Mһt phҷng ÿáy WA
Mһt phҷng ÿáy ÿӭng WN
Mһt phҷng ÿáy chính WO1,
WO2
(a1, a2) là cһp ÿiӇm ҧnh
cùng tên
S1a1, S2a2 – tia chiӃu cùng

tên

32


Các y͇u t͙ ÿ͓nh h˱ͣng cͯa mô hình l̵p th͋
Các yӃu tӕ ÿӏnh
hѭӟng trong
(chөp cùng 1 máy
chөp ҧnh): f, x0, y0
Các yӃu tӕ ÿӏnh
hѭӟng ngoài:
P1: XS1, YS1, ZS1,
ij1, Ȧ1, ț1
P2: XS2, YS2, ZS2,
ij2, Ȧ2, ț2

Tính toán t͕a ÿ͡ ÿL͋m ÿ͓a v̵t tͳ t͕a ÿ͡ ÿL͋m
̫nh cͯa c̿p ̫nh l̵p th͋ ÿm ÿ͓nh h˱ͣng
­R = R S1 + m1A1r1
®
¯R = R S2 + m 2 A 2 r2

Photogrammetry and Remote Sensing

33

Tìm m̳u s͙ tͽ l͏ ÿL͋m ̫nh trái và ph̫i
ª X1′ º
R 1′ = «« Y1′ »» = A1r1 ;

«¬ Z1′ »¼

ªX′2 º
R ′2 = «« Y2′ »» = A 2 r2 ;
«¬ Z′2 »¼

Ma trұn xoay ҧnh trái và phҧi

ª a11 a12
= ««a 21 a 22
«¬a 31 a 32

ªB X º ªX S2 − X S1 º
B = ««B Y »» = «« YS2 − YS1 »»
«¬ B Z »¼ «¬ ZS2 − ZS1 »¼

­R = R S1 + m1R 1′
Ÿ R S1 + m1R 1′ = R S 2 + m 2 R ′2 Ÿ
®
¯R = R S 2 + m 2 R ′2

Photogrammetry and Remote Sensing

a13 º
a 23 »»
a 33 »¼ ω ϕ κ
2 2 2
34

m1R 1′ ∧ R ′2 = B ∧ R ′2 + m 2 R ′2 ∧ R ′2

ª Y1′
« ′
« Z1
« Z′
m1 « 1
′
« X1
« X1′
« Y′
¬ 1

Y2′ º ª BY
» «
Z′2 » « B Z
Z′2 » « B Z
»=«
X′2 » « BX
X′2 » « BX
Y2′ »¼ «¬ BY

Y2′ º
»
Z′2 »
ª0º
Z′2 »
B X′ − BX Z′2
+ m 2 ««0»» Ÿ m1 = Z′ ′2
»
Z1X 2 − X1′ Z′2
X′2 »

«¬0»¼
X′2 »
Y2′ »¼

m1R 1′ ∧ R 1′ = B ∧ R 1′ + m 2 R ′2 ∧ R 1′
⇔ m 2 R 1′ ∧ R ′2 = B ∧ R 1′ − 0

∴ m1R 1′ = B + m 2 R ′2
Photogrammetry and Remote Sensing

Tran Trung Anh

a13 º
ª a11 a12
»
a 23 »
; A 2 = A ω2ϕ2 κ 2 = ««a 21 a 22
«¬a 31 a 32
a 33 »¼ ω ϕ κ
1 1 1

*Tìm m1, m2

Tìm m1 và m2

Tran Trung Anh

m1, m2 - mүu sӕ tӹ lӋ ÿLӇm ҧnh trái và
phҧi.

ªX S2 º Véc tѫ tӑa ÿӝ ÿLӇm ÿӏa vұt, ÿLӇm tâm
ªX S1 º
ªX G º
»
«
»
«
=
=
R = « YG »; R S1 « YS1 »; R S2 «« YS2 »»
chөp trái, tâm chөp phҧi trong hӋ
«¬ ZS2 »¼
tӑa ÿӝ trҳc ÿӏa.
¬« ZS1 ¼»
¬« ZG ¼»
Véc tѫ tӑa ÿӝ ÿLӇm ҧnh trái và ÿLӇm
ªx 2 − x 0 º
ªx1 − x 0 º
ҧnh phҧi trong hӋ tӑa ÿӝ không gian
r1 = «« y1 − y 0 »»; r2 = «« y 2 − y 0 »»
ҧnh trái và hӋ không gian ҧnh phҧi
«¬ − f »¼
«¬ − f »¼

A1 = A ω1ϕ1κ1
Tran Trung Anh

.

35

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

Ÿ m2 =

BZ X1′ − BX Z′1
Z1′ X′2 − X1′ Z′2
36


Tính toán t͕a ÿ͡ ÿL͋m ÿ͓a v̵t tͳ t͕a ÿ͡ ÿL͋m
̫nh cͯa c̿p ̫nh l̵p th͋ ÿm ÿ͓nh h˱ͣng

Yêu c̯u ÿ͋ tính ÿ˱ͫc t͕a ÿ͡ ÿL͋m
ÿ͓a v̵t tͳ c̿p ̫nh l̵p th͋

­°R (*) = R S1 + m1R 1′
® (**)
°¯R = R S2 + m 2 R ′2
ªX G º
«Y »
« G»
¬« ZG ¼»

(*)

ªX G º
«Y »

« G»
«¬ ZG »¼

(**)

Ĉã xác ÿӏnh giá trӏ các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng
trong f, x0, y0 (lҩy tӯ công tác kiӇm ÿӏnh)
Ĉã xác ÿӏnh giá trӏ 12 yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng ngoài
cӫa cһp ҧnh: ҧnh trái, ҧnh phҧi. Phҧi xác ÿӏnh
thông qua bài toán ÿӏnh hѭӟng cһp ҧnh (hoһc
tăng dày khӕng chӃ ҧnh).
Công tác ÿӏnh hѭӟng ngoài cӫa cһp ҧnh chia
thành 2 công ÿoҥn: ÿӏnh hѭӟng tѭѫng ÿӕi (5
yӃu tӕ) và ÿӏnh hѭӟng tuyӋt ÿӕi (7 yӃu tӕ).

½
°
°
­ªX G º (*) ªX G º (**) ½
° ªX G º
° « » 1 °« »
« » °
¾ ∴ « YG » = ®« YG » + « YG » ¾
°
ªX′2 º ° « Z » 2 °« Z »
ªXS2 º
¬« ZG ¼» ¿
¬ G¼
¯¬ G ¼
°

»
«
»
«
′
= « YS2 » + m 2 « Y2 » °
«¬ Z′2 »¼ °¿
«¬ ZS2 »¼

ªX1′ º
ªX S1 º
»
«
= « YS1 » + m1 «« Y1′ »»
¬« Z1′ ¼»
¬« ZS1 ¼»

Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

37

Tran Trung Anh

Ĉ͓nh h˱ͣng t˱˯ng ÿ͙i

Photogrammetry and Remote Sensing

38

Mô hình l̵p th͋ ÿ͡c l̵p

Xác ÿӏnh vӏ trí WѭѫQJ ÿӕi tҩm ҧnh phҧi so vӟi tҩm
ҧnh trái cӫa cһp ҧnh lұp thӇ QKѭ Oúc chөp ҧnh,
sao cho các tia chiӃu cùng tên giao nhau trong
không gian tҥo thành mô hình lұp thӇ.
Mô hình lұp thӇ này xác ÿӏnh trong hӋ tӑa ÿӝ
không gian ÿo ҧnh (hay hӋ tӑa ÿӝ mô hình)
ÿѭӧc chӑn tùy ý.
Cách chӑn: - Mô hình lұp thӇ ÿӝc lұp
- Mô hình lұp thӇ phө thuӝc
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

39

Z

Z

Y

Y
S2

B

O ≡ S1

X
κ1

ϕ1
.

o1

ω2

ϕ2

a1
.

a2

o2

A

Tran Trung Anh

Gӕc: O ≡ S1
S1S2 ≡ B ≡OX
Ȧ1 = 0
5 yӃu tӕ ÿӏnh
hѭӟng tѭѫng ÿӕi
cӫa mô hình ÿӝc

lұp là ij1, ț1, ij2,
Ȧ2, ț2
.

κ2

Photogrammetry and Remote Sensing

40


Ĉi͉u ki͏n xây d͹ng mô hình l̵p th͋

Mô hình l̵p th͋ phͭ thu͡c
Z
Y
S2

Z
Y
S1

By
τ

Bx

X

Bz

B

Ȟ

P1

a1

X

.

a2

o1

A
Tran Trung Anh

ĈiӅu kiӋn ÿӗng phҷng cӫa 3 vector B, R’1, R’2
S2

.

Ʃω
ω

Ʃϕ
ϕ

.

Gӕc: O ≡ S1
Ȧ1=ij1=ț1=0
5 yӃu tӕ ÿӏnh
hѭӟng tѭѫng ÿӕi
cӫa mô hình phө
thuӝc là là BX,
BY, Ʃij, ǻȦ, ǻț
Hoһc IJ, Ȟ, ǻij,
ǻȦ, ǻț

o2

Ʃκ
κP2

Photogrammetry and Remote Sensing

41

S̫n pẖm cͯa ÿ͓nh h˱ͣng t˱˯ng ÿ͙i

B

S1
P1

R’2

BY
Y1′
Y2′

BZ
Z1′ = 0
Z′2

W
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

42

Quá trình ÿ͓nh h˱ͣng mô hình l̵p th͋
S1

S2
S1

P2

S2

P1

P1

Có tӹ lӋ tӵ GR

Ĉѭӧc ÿӏnh vӏ trong hӋ tӑa ÿӝ mô hình (tùy
chӑn cho tӯng mô hình)
Yêu cҫu tiӃp theo:

P2

AO
RO

• Ĉӏnh vӏ trong hӋ tӑa ÿӝ trҳc ÿӏa (dӏch chuyӇn
gӕc, xoay trөc tӑa ÿӝ)
• Thu phóng vӅ mӝt tӹ lӋ nhҩt ÿӏnh
Photogrammetry and Remote Sensing

F = (R 1′ ∧ R ′2 )B = 0
BX
F = X1′
X′2

R’1

Các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng tѭѫng ÿӕi
Mô hình lұp thӇ:

Tran Trung Anh

P2

43

Th͹c ÿ͓a
Ĉi͋m KC
Tran Trung Anh

ô
M

nh
hì

p
l̵

͋
th

Photogrammetry and Remote Sensing

Mô hình l̵p th͋
44


Ĉ͓nh h˱ͣng tuy͏t ÿ͙i
ZG

Z

Y

YG

Ȁ

ZG

OŁS1

XG

R
YG

RGS

A

ĭ
O

X

S2

M.A.R

ȍ
RG

XG

Các n͡i dung c̯n n̷m b̷t ÿ˱ͫc

7 yӃu tӕ ÿӏnh
hѭӟng tuyӋt
ÿӕi là:
XGS, YGS, ZGS,
ĭ, ȍ, K, M
R G = R GS + M ⋅ A ΩΦΚ ⋅ R

ªX G º ªX GS º
ª A11 A12 A13 º ªX º
« Y » = « Y » + M ⋅ «A
A 22 A 23 » ⋅ «Y »
« G » « GS »
« 21
» « »
«¬ ZG »¼ «¬ ZGS »¼
«¬ A 31 A 32 A 33 »¼ «¬ Z »¼
Tran Trung Anh
Photogrammetry and Remote Sensing

45

Khҧ QăQJ QKìn không gian cӫa mҳt ngѭӡi
Cһp ҧnh lұp thӇ, mô hình lұp thӇ
Các phѭѫng pháp nhìn lұp thӇ
Các yӃu tӕ hình hӑc cѫ bҧn cӫa cһp ҧnh lұp thӇ
Các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng cһp ҧnh lұp thӇ
Tính toán tӑa ÿӝ ÿLӇm ÿӏa vұt
Các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng tѭѫng ÿӕi

ĈiӅu kiӋn xây dӵng mô hình lұp thӇ
Các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng tuyӋt ÿӕi
Tran Trung Anh

Photogrammetry and Remote Sensing

46