27. Съемочные камеры применяемые в наземной фотограмметрии. Понятие о фотограмметрической калибровке камер.

Рис. 8

Все метрические фотокамеры состоят из корпуса и объектива. Корпус, как правило, изготавливается из специальных сплавов, который не изменяет своих размеров под действием изменений температуры, давления и влажности. Объектив рассчитывается таким образом, чтобы его дисторсия была минимальной. В плоскости прикладной рамкиимеются координатные метки, которые впечатываются в каждый снимок. Кроме того, на снимок впечатываются фокусное расстояние и номер снимка. (UMKCarlZeiss (Jena),Rolleimetric)

Стереофотограмметрические камеры состоят из двух камер закрепленных на жестком базисе, длина которого не меняется. Съемка выполняется синхронно двумя камерами. Оптические оси камер параллельны между собой и перпендикулярны базису.(UMK с базисом 840 mm, SMK с базисом120 mm)

Цифровые не метрические камеры основаны на применении линеек ПЗС(прибор с зарядовой связью ). В этих камерах в плоскости прикладной рамки перемещается линейка ПЗС, за счет этого получается изображение (сканерное), состоящее из множества строк, каждая из которых получена в свой момент времени. Время сканирования (получение одного изображения) равно примерно 2 минуты. Естественно, такие камеры можно применять только для съемки статических объектов (не меняющих свое положение в пространстве во времени).

Среди камер, основанных на применении линеек ПЗС существуют и панорамные камеры. Такие камеры позволяют получать изображения с углом поля зрения, составляющим 360^о­.

Другая группа камер, которая также находит свое применение в фотограмметрии это видеокамеры. В основном они применяются в специализированных фотограмметрических системах для изучения мелких объектов в медицине, робототехнике и т.д.

Калибровка камер состоит в определении значений элементов внутреннего ориентирования камеры и систематических ошибок оптической системы, вызванных главным образом дисторсией объектива.

Для камер имеющих координатные метки, определяют также их координаты.

Систематические ошибки оптической системы определяют отличия реальной физической системы от ее математической модели. Дисторсия объектива влияет на геометрию проектирования, и как следствие не выполняется принцип коллинеарности (нарушается центральная проекция изображения)

Различают два типа дисторсии объектива: радиальную и тангенциальную. Радиальная дисторсия намного превышает тангенсальную, поэтому, как правило, определяют только радиальную дисторсию. На практике, современные метрические камеры имеют объективы с очень маленькой дисторсией, поэтому в процессе калибровки достаточно бывает определить только элементы внутреннего ориентирования. Для неметрических камер, главной проблемой является низкое качество изготовления объектива, связанное с большой дисторсией (может достигать 100мкм и более) и не центрирование отдельных элементов объектива, что приводит к неперпендикулярности главного оптического луча к плоскости изображения. Поэтому при калибровке таких камер целесообразно определять не только радиальную дисторсию, но и децентрацию оптической системы (нецентрированная или тангенциальная дисторсия объектива).