Внешнее ориентирование трехмерной модели по опорным точкам

Во время съемки сканер (система координат сканера) не ориентируется в пространстве и не нивелируется. Поэтому в результате съемки получается трехмерная модель объекта свободно ориентированная в пространстве относительно системы координат объекта. Для получения соответствующих координат точек объекта в системе координат объекта OXYZнеобходимо выполнить внешнее ориентирование модели. Этот процесс выполняется, как известно, по опорным точкам. В качестве опорных точек чаще всего используют специальные маркированные точки, которые автоматически распознаются в трехмерной модели объекта. На (рис.5) приведены некоторые примеры таких точек, выполненные в виде плоских или пространственных марок, которые можно закрепить на объекте путем наклеивания или используя специальные крепления. Координаты опорных точек в системе координат объекта определяются одним из геодезических методов, например с помощью электронного тахеометра.

Рис.5

Преобразование координат осуществляется по известным формулам:

(9)

где X,Y,Z – координаты точки объекта в системе координат объекта OXYZ; X’Y’Z’ - координаты точки объекта в системе координат сканера (модели) SX’Y’Z’, вычисляемые по (1); X₀,Y₀,Z₀ – координаты начала системы координат сканера SX'Y'Z' относительно системы координат объекта; A – матрица поворота, зависящая от трех углов wak.

Неизвестные элементы внешнего ориентирования модели (сканера) X₀,Y₀,Z₀,w,a,kможно определить по опорным точкам. Из (9) видно, что минимальное число опорных точек равно 2, однако в этом случае может возникнуть неопределенность в определении угловых элементов. Поэтому минимальным числом опорных точек следует считать 3, не лежащих на одной прямой. Естественно, лучше иметь больше опорных точек, разнесенных по площади.

После перевычисления всех точек модели по формулам (9) получим внешне ориентированную модель объекта, т.е координаты всех точек модели в системе координат объекта OXYZ.