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INTERIOR ORIENTATION IN CLOSE-RANGE PHOTOGRAMMETRY 
AN ANALYSIS OF ALTERNATIVE APPROACHES 
Prof. Dr. H. M. KARARA, 
University of Illinois 
Urbana, Illinois (U. S. A.) 
Dr. Ing. W. FAIG, 
University of New Brunswick 
Fredericton, N. B. (Canada) 
Depending on the accuracy requirements in photogrammetric measurements and the data reduction approach 
(analogue or analytic), various degrees of sophistication can be used to define the interior orientation of close-range ca- 
meras, ranging from the simple classical approach involving only the reconstruction of the position of the interior pers- 
pective center to the highly refined solutions wherein the radial and decentering lens distortions as well as the variation 
of lens distortion with object' distance within the photographic field are taken into account. 
In this paper, various calibration approaches for metric and non-metric close-range cameras are pointed out, 
and alternative approaches to object-space control data are discussed. A recently developed method for data reduction, 
particularly suitable for non- metric cameras, is outlined. It involves direct linear transformation from comparator coor- 
dinates into object-space coordinates, without the necessity for either fiducial marks or initial approximations for the 
parameters of interior and exterior orientation of the camera. 
L'orientation interne en photogrammétrie des objets rapprochés. Analyse des différentes méthodes. 
  
Selon les précisions demandées dans les mesures et le mode de restitution utilisé (analogique ou analytique), des 
méthodes plus ou moins sophistiquées peuvent étre employées pour définir l'orientation interne des chambres pour la pho- 
togrammétrie des objets rapprochés. D'un cóté, on a des méthodes simples classiques qui reconstituent seulement la po- 
sition du centre de perspective interne ; de l'autre côté, on peut utiliser des méthodes plus raffinées où les distorsions 
radiales et tangentielles des objectifs, aussi bien que les variations de ces distorsions causées par l'éloignement de l'ob- 
jet, sont incluses. 
Dans ce rapport technique, différentes méthodes d'étalonnage des chambres métriques et non-métriques desti- 
nées à des objets rapprochés sont discutées, et d'autres méthodes de contrôle spatial de l'objet sont également présen- 
tées. Une récente méthode de calcul des coordonnées de l'objet est exposée, Elle utilise une transformation linéaire di- 
recte des coordonnées du comparateur aux coordonnées de l'objet, sans utilisation des repères du cliché ni des valeurs 
approximatives des orientations interne et externe de la chambre. Par conséquent, cette méthode est très favorable à 
l'utilisation des photographies non-métriques. 
Innere Orientierung in der Nahbereichsphotogrammetrie,. Eine Analyse verschiedener Methoden. 
Die Definition der Daten der inneren Orientierung von Nahbereichskammeras kann je nach den Genauigkeitsan- 
forderungen für die photogrammetrischen Messungen und Auswerteverfahren abgestuft werden ; und zwar von der für die 
einfache klassische Art, welche nur die Wiederherstellung der Lage des inneren Projektionszentrums erfordert bis zu 
einer für die áusserst verfeinerten Lósungen, welche radiale und tangentielle Verzeichnungen sowie auch die Änderungen 
der Verzeichnung innerhalb des photographisch erfassten Raumes in Zusammenhang mit der räumlichen Ausdehnung der 
Objekte in Betrachet ziehen. 
In dem vorliegenden Artikel werden verschiedene Kalibrierungsverfahren erwühnt, welche sowohl für Messkam- 
mern als auch für gewóhnliche Photoapparate angewandt werden kónnen. Ausserdem werden einige Móglichkeiten zur 
Kontrolle des Objektraumes erläutert. Ein kürzlich entwickeltes Verfahren der Datenreduktion, welches besonders für 
gewóhnliche Photoapparate geeignet ist, wird ebenfalls behandelt. Es basiert auf linearer Transformation direkt von 
Komparatorkoordinaten in Objektkoordinaten, wobei weder Rahmenmarken noch Ausgangswerte für Orientierungsparame- 
ter erforderlich sind, 
1. Introduction 
At the outset, we should define some of the key words used in the title of this paper. 
Interior orientation involves data necessary for the reconstruction of bundles of rays in object- 
space, as they were at the instant of exposure. Such data generally pertains to the determination 
(analytically or in a photogrammetric instrument) of the position of the interior perspective 
center of the photograph, and the lens distortion and film (or plate) deformations. 
Close-range photogrammetry involves relatively short object distances. A limitation 
for such object distances cannot be drawn exactly. In using the term close-range photogrammetry, 
the authors generally refer to object distances up to some 300 meters. 
  
* This paper reports, in part, on research undertaken at the University of Illinois under the sponsorhip of the National 
Science Foundation (Grant GK-11655). 
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