Photographieren

Allgemeine Regeln

Einstellungen Kamera

  • Schalten Sie in der Kamera das automatische Hoch-Querausrichten der Bilder aus. Damit wird die sogenannte Hauptpunktlage nicht mehr verändert und Sie werden eine bessere Genauigkeit erhalten.
  • Schalten Sie in der Kamera die automatische Verwackelungskorrektur aus. Diese verhindert eine genaue Kalibrierung der Kamera während der Berechnung oder die richtige Anwendung der Kalibrierdaten falls die Kamera schon kalibriert ist.
  • Verwenden Sie am besten Festbrennweitenobjektive. Diese sind immer lichtstärker als Zoom Objektive und Sie erhalten bessere Bilder, speziell bei schlechten Lichtverhältnissen.

Vor dem Fotografieren

  • Stellen Sie Blende, Belichtung und ISO Zahl richtig ein: Die Blende so hoch wie möglich damit Sie gut ausgeleuchtete, scharfe und rauschfreie Bilder haben, bei Freihandfotografie sollte die Belichtungszeit nicht grösser als 1/60s sein, da sonst die Bilder verwackeln können
  • Fokussieren Sie einmal vor dem fotografieren und schalten Sie den Autofokus aus. Dadurch können alle Bilder mit demselben mathematischen Kameramodell gerechnet werden und die Genauigkeit steigt.

Während des Fotografierens

  • Zoomen und fokussieren Sie wenn möglich nicht: Dadurch können alle Bilder mit demselben Kameramodell gerechnet werden, ansonsten muss ELCOVISION 10 jedes Bild für sich kalibrieren was die Genauigkeit senken wird.
  • Machen Sie nie 2 Bilder von genau dem Selben Standpunkt. Gehen Sie zwischen 2 Bildern immer wenigstens einen halben Schritt zur Seite: Bilder vom Selben Standpunkt können wegen des flachen Strahlenschnitts keine genauen Punkte erzeugen.
  • Fotografieren Sie das Objekt mit 75% Überlappung zwischen jeweils 2 Bilder ab: Bei einer Flugplanungssoftware für Drohnen stellen Sie am besten eine 75% Überlappung zwischen den Bildern und eine 60% - 75% Überlappung der Streifen ein.
  • Fotografieren Sie speziell große Objekte wenn möglich in 2 Durchgängen ab: Beim ersten Durchgang fotografieren Sie es einfach flächendeckend ab, im 2. Durchgang fotografieren Sie alle Details die Sie noch besonders interessieren. Dadurch wird vermieden dass Sie versehentlich Teile des Objektes vergessen: Werden Details gleich im 1. Durchgang mitfotografiert verzettelt man sich gerne und Sie haben oftmals Löcher im Bildverband.

Belichtungsmessung

Alle aktuellen digitalen Kameras sind mit sehr guten Automatiken ausgestattet, die bei fast allen Beleuchtungsverhältnissen ausgezeichnete Bilder machen. Trotzdem sollte man einige Grundkenntnisse über die Richtige Belichtung von Bildern haben:

Die Selektivmessung (Spotmessung) misst die Lichtverhältnisse in der Mitte des Abbildungsbereiches; die Großfeld- Integralmessung (Mulitspotmessung) misst die Lichtverhältnisse im gesamten Abbildungsbereich.

Die Selektivmessung der Belichtung ist dann sinnvoll, wenn der für die Auswertung interessante Bereich eines Objektes stark verschiedene Beleuchtungsverhältnisse zur Umgebung aufweist.

Herrschen in einer bestimmten Situation nicht zu große Unterschiede in den Beleuchtungsverhältnissen und ist die gesamte Situation für die Auswertung von Interesse, so muss die Integralmessung zur Belichtungsmessung herangezogen werden. Somit wird der gesamte Objektbereich bestmöglich abgebildet.

Wichtig ist, dass ein überstrahltes, d.h. zu helles Bild nicht mehr gerettet werden kann:

aus einem unterbelichteten, zu dunklem Bild kann noch jede Menge Information gewonnen werden:

Blendenwahl

Da in der Nahbereichsphotogrammetrie normalerweise mit gerasteten Objektiven oder mit auf bestimmte Entfernungen fokussierten Objektiven gearbeitet wird, muss die Schärfe des Bildes über die Blendenwahl erreicht werden. Es wird also immer angestrebt, mit einer möglichst kleinen Blende zu arbeiten. Optimale Blenden sind normalerweise im Bereich 5.6 – 11 wird die Blendenzahl grösser werden die Belichtungszeiten zu groß oder die Bilder zu dunkel.

Doch Vorsicht: Bei Freihandaufnahmen sollte die Belichtungszeit nicht länger als eine 1/60 Sekunde sein (Verwacklungsgefahr). Bei Benutzung eines Teleobjektivs muss die längste Belichtungszeit sogar bei einer 1/125 Sekunde oder weniger liegen.

Beleuchtung

Die Ausleuchtung mittels Lampen ist immer dann sinnvoll, wenn mit Schlagschatten zu rechnen ist oder starke Reflexionen vom Objekt zu erwarten sind. Mit Reflexionen muss besonders bei der Aufnahme von Fabrikhallen, Rohrleitungen etc. gerechnet werden.

Schlagschatten treten in Innenräumen oder bei stark strukturierten Objekten auf. Wird in solchen Fällen mit Lampen gearbeitet, so können Sichtschatten durch das Versetzen der Lampen beseitigt werden.

Das beste natürliche Licht im freien hat man wenn der Himmel geschlossen leicht bewölkt ist. In diesem Fall treten keine Schlagschatten auf, das gesamte Objekt ist meist gleichförmig ausgeleuchtet.

Aufnahmeanordnungen für die 3D-Photogrammetrie

  • Bei Aufnahmen für die Automatische Orientierung sollen die Konvergenzwinkel zwischen 2 Bildern 30° nicht überschreiten, werden die Bilder manuell orientiert sollte, damit man Punkte trotzdem noch gut erkennen kann, der Konvergenzwinkel auf 90° beschränkt werden.
  • Punkte, die dreidimensional (X-, Y-, Z- Koordinate) bestimmt werden sollen, müssen in wenigstens 2, besser 3 oder 4, Bildern aus verschiedenen Standpunkten sichtbar sein.
  • Die Photos sollten möglichst formatfüllend gemacht werden, damit nicht über den Bildmaßstab Genauigkeit verschenkt wird. Wiese, Bäume oder blauer Himmel interessieren in den meisten Fällen nicht.
  • Oftmals ist es trotz der Genauigkeitsüberlegungen sinnvoll, näher an das Objekt heranzugehen als notwendig,  Die Erkennbarkeit der Objektdetails wird dadurch erheblich verbessert, die Auswertung kann deutlich detaillierter erfolgen.

Aufnahme stark strukturierter Objekte

Stark Strukturierte Objekte und grosse Basisabstände führen oft zu Sichtschatten in denen nicht gemessen werden kann:

Die Lösung hier ist entweder in die Höhe zu gehen oder besser mit einer weiter enfernten Reihe von Bilder das Objekt komplett abzudecken und dann zusätzlich die mutmasslich verdeckten Teile zusätzlich mit je 2-3 Bilder zu fotografieren:

Aufnahme um eine Objektecke herum

Um Objektecken fotografiert man am besten mit 4-5 Bildern herum, dadurch wird der maximale Konvergenzwinkel von 30° für die automatische Orientierung eingehalten:

Aufnahme von Innenräumen

Bei der Aufnahme von Innenräumen hängt die Aufnahmeanordnung und auch die Anzahl der Bilder stark von der Einrichtung des Raumes ab. Dies liegt an den Verdeckungen, die durch im Raum stehende Möbelstücke verursacht werden. Am besten werden die Räume mit dem Rücken zur Wand fotografiert, je weitwinkliger das Objektiv ist umso besser:

und dann nachträglich werden dann so gut es geht Möbel und Sichtschatten mit zusätzlichen Bildern abgedeckt.

Durchgang in einen nächsten Raum

Durch Türen wird dann am besten mit paarweisen Bildern fotografiert, die jeweils gegenüberliegenden Wände liefern dann die Verknüpfungspunkte:

Messgenauigkeiten

Generelles

Die Photogrammmetrie unterscheidet sich grundlegend gegenüber anderen Messmethoden wenn man die erreichbaren Genauigkeiten betrachtet: Hier kann man prinzipiell, mit entsprechenden Aufwand, jede beliebige Genauigkeit erreichen.

Oder andersherum betrachtet:
Wenn man weiss welche Genauigkeit man benötigt, muss man bei einer gegebenen Kamera/Objektiv Kombination einen maximalen Fotografierabstand einhalten um diese Genauigkeit zu erreichen, oder bei einem gegebenen Fotografierabstand, welche Brennweite das Objektiv und/oder welche Auflösung die Kamera haben muss um diese Genauigkeit zu erreichen.

Faustregeln

  • Die Genauigkeit die Sie mit ELCOVISON 10 erreichen ist an natürlichen Punkten in etwa die Pixelgrösse am Objekt.
  • Werden Punkte mit ELCOVISON 10 Zielmarken signalisiert, so wird an diesen Punkten normalerweise eine Genauigkeit im Bereich von 0.1 – 0.01*[Pixelgrösse am Objekt] erreicht, also ca. 10 bis 100 mal genauer als bei natürlichen Punkten.
  • Je hochwertiger die Kamera-Objektivkombination, umso besser die Bilder, desto besser die Genauigkeiten.
  • Festbrennweitenobjektive sind lichtstärker als Zoomobjektive. Bei gleichen Lichtverhältnissen kann man daher die Blendenzahl erhöhen, die Bilder werden schärfer, die Genauigkeiten werden besser.
  • Während des fotografieren sollte nicht herumgezoomt oder umfokussiert werden. Wird das gemacht, so müssen die entsprechenden Bilder durch ELCOVISION 10 simultankalibriert werden und dadurch kann die erreichbare Genauigkeit sinken.
  • Werden nicht kalbirerte Kameras verwenden so werden die Genauigkeiten je nach Kamera und Aufnahmekonfiguration um den Faktor 1-4 schlechter.

Genauigkeiten im Lufbildfall z.B. Drohnenbilder

Im Fall von Luftbildern werden meist die Lagegenauigkeit und die Höhengenauigkeit unterschieden. Dies deshalb weil man normalerweise hauptsächlich Senkrechtaufnahmen und keine Schrägaufnahmen hat.

Die Lagegenauigkeit ist identisch mit der Pixelgrösse am Objekt, und hauptsächlich von der Brennweite und Auflösung der Kamera bestimmt.

Die Höhengenauigkeit ist für praktische Zwecke fast nur von der Flughöhe abhängig. Die Kameraauflösung spielt hier, vorausgesetzt es handelt sich um eine normale oder hochwertige Kamera, kaum eine Rolle, als Faustregel hat man eine Höhengenauigkeit von ca. 0.003*Flughöhe.