基于影像的地面激光点云数据分类

为了完成地面激光点云数据的分类工作,不同于传统方法利用点云的几何特性和辐射信息,本文利用非量测相机获取影像数据实现点云的分类。首先,通过相机检校获取相机的参数,从而得到影像内方位元素;然后,将影像与点云进行配准,计算出影像的外方位元素;最后,对上述参数进行优化,实现二维影像与三维点云信息的融合,进而完成点云分类。实验表明该方案可实现地面激光点云数据的分类。     

影像辅助三维扫描仪对纹理信息的提取

对于三维扫描仪难以提取的纹理信息,可以借助高分辨率相机,利用共线方程,通过对标靶点和影像同名点坐标的解算,建立物方坐标系和影像之间的对应关系,完成数据解算。     

空间序列影像共面条件的非量测相机标定方法

针对非量测相机应用于摄影测量和计算机视觉中存在畸变较大、内方为元素未知等问题,该文为了提高相机标定的灵活性和稳健性,根据立体像对间各同名光线相交的共面条件,推导了顾及6个相机参数和5个相对方位元素共计11个参数的共面条件方程线性化表达式,设计了利用空间序列影像共面条件的非量测相机标定方法。该方法无需外部标定物,可在标定相机参数的同时,解算出各相邻影像之间的相对方位元素值。采用由无人机获取的空间序列影像进行了非量测相机标定实验,得到了与标准检校场一致的标定结果,验证了本文方法的有效性。     

双目序列影像三维运动参数确定

结合立体视觉的特点．介绍了一套双目视觉系统与完整的、由双目序列影像确定场景中目标运动信息的方法。其主要步骤包括相机检校、运动与立体影像的匹配、运动前后三维特征点的对应以及运动参数的求解。并给出了从真实双目序列影像中获取物体匀速直线运动和匀加速直线运动参数的实验结果。     

基于二维DLT的非量测相机检较

非量测数码相机由于价格低廉、使用方便等原因成为近景摄影测量获取影像的主要设备之一。但非量测相机的内方位元素和畸变系数未知,不能直接利用共线方程进行解析计算,因而必须对相机进行检校。而相机参数检校成果质量的高低直接关系着能否满足测量精度的要求。本文提出了基于二维直接线性变换(DLT)的相机标定算法,利用平面控制点解算出像点坐标和相应物点物方空间坐标之间的线性关系,再结合内方位元素及畸变参数的解算进行迭代,以得到满足一定精度要求的相机参数(x0,y0,f,k1,k2,p1,p2),并用MATLAB加以实现。     

基于卷帘快门相机模型的高精度建图与视觉定位

使用卷帘快门相机进行移动测量时,由于逐行曝光的特点,影像上会产生果冻效应。而传统的建图与视觉定位方法大多假设影像是全局快门获取,直接处理卷帘快门影像很难得到高精度的结果。针对以上问题,构建基于插值的卷帘快门相机模型,并将其用于卷帘快门影像的高精度建图与视觉定位。建图时使用运动恢复结构算法,利用卷帘快门相机模型对影像特征点进行坐标插值,获取该点的位姿,继而得到对应的投影矩阵,再进行卷帘快门三角化和卷帘快门光束法平差优化,完成高精度建图。在视觉定位环节,利用PnP(perspective-n-point)算法获取影像定位初值,之后使用卷帘快门影像绝对位姿优化算法进行优化。实验结果表明,与传统方法相比,所提方法的建图与视觉定位精度更高。     

DIBR实景图像的三维全景展示技术

本文基于图像的三维全景构建关键技术,研究基于深度影像绘图(DIBR)的三维全景展示方法。该方法在二维视图中定义一维用于描述实景图像层次的信息,通过对全区域进行深度指派,重构全景图中各像素点的深度,自动生成全景图视觉偏移,形成左右影像;并利用Flex3D设计引擎,实现了华清池景区的三维全景展示。     

基于非量测相机的复杂物体三维重建

针对复杂物体的三维重建,提出了利用非量测相机进行复杂物体的三维表面几何信息的获取和几何建模.为了便于获取影像,设计了一个旋转平台,可以利用旋转平台上的平面控制格网板方便地进行相机标定;对于获取的重建影像,采用多基线影像匹配自动获取影像间的同名特征,随后利用区域网光束法平差进行相关的解算,得到物体表面密集的点云;最后利用基于特征点在影像上的可见性信息构建物体的表面模型.实际数据的试验表明,该方法是可行的、有效的.     

球面全景影像相对定向与精度验证

对传统的5点法相对定向算法的共面误差计算方法进行改进,提出了一种适合球面全景成像特点的相对定向计算流程。与传统方法相同,该算法首先计算本质矩阵,然后对本质矩阵进行奇异值分解得到旋转矩阵和平移矢量的候选解,最后利用重建的物方三维点坐标排除错误解。本文的贡献在于推导了球面全景共面条件公式,并使用点到核线平面的球面距离作为球面全景共面条件的误差项。模拟数据试验显示:当图像特征点的随机噪声在[-0.5,0.5]像素范围内时,3个姿态角的中误差约为0.1°,由相对定向恢复的相对平移量与模拟值的夹角中误差约为1.5°。使用车载全景相机配合POS获取的数据进行试验的结果显示:横滚角和俯仰角的中误差可以达到0.2°以内,航向角的中误差可以达到0.4°以内,由相对定向恢复的相对平移量与POS平移量的夹角中误差可以达到2°以内。采用本文相对定向算法的结果生成球面全景核线影像,提取影像之间同名点坐标并计算其列方向误差,结果显示核线影像同名点列坐标差的中误差在1个像素以内。     

OpenGL虚拟相机模拟摄影测量二次成像

利用OpenGL虚拟相机重现摄影测量过程,借助OpenGL中的高级函数对已知摄影参数的影像进行二次成像模拟,建立OpenGL透视成像各函数参数与摄影测量内外方位元素之间的定量表达式,实现利用OpenGL对航空摄影测量获取影像过程的成像模拟。试验结果表明,在已知空间物体的三维信息和摄影参数的基础上,获取的空间物体二次成像结果与UCD相机获取的航空影像完全叠合。     

双目序列影像3维运动物体定位跟踪

将计算机视觉中立体和运动视觉相结合,通过数字摄影测量方法,对智能视觉监控中计算机系统所获得的双序列图像通过物方“图像”分析法完成对运动物体空间位置的定位、量测及其跟踪,其中包括:摄像机检校,立体-运动双匹配约束,运动参数的求解及其云台运动控制等内容。给出采用所述方法,从真实双目序列影像中获取物体以匀速直线运动和匀加速直线运动云台运动控制的实验结果。     

基于普通数码相机的旋转全景摄影测量方法

普通数码相机固定在高精度旋转平台上可集成为旋转全景相机,水平旋转多位置拍摄,可获取全景影像。给出了旋转全景相机的成像几何关系模型,实现了旋转全景相机的标定,利用稀疏分布的少量控制点（最少3个）,即可解算出平台旋转中心坐标与起始方位角,及每张像片的外方位元素,再利用多站旋转拍摄的影像进行前方交会就可获得物方点坐标。实验结果表明,本文提出的方法在实际摄影测量中可少受视野和控制点数量的限制,通过较少的控制点即可解算出物方点坐标,且测量精度较好。该方法是在困难场景进行近景摄影测量的一种新的有效手段。     

小型数码航空摄影测量应用初探

数码航空摄影仪已成为摄影测量界当前关注和研究的重点。论文介绍了小型数码航空摄影测量的一般理论、作业流程与应用研究,着重介绍了利用超轻型飞机平台实施的低空数码航空摄影测量试验,并进行了可行性比较与结论性分析。最后阐明实施小型数码航空摄影测量的可行性与应用价值。     

近地超轻型飞机小数码航空摄影测量试验分析

数码相机应用于航空摄影测量是目前摄影测量界关注的焦点,为此在山西省稷山县用近地超轻型飞机小数码航空摄影测量系统,进行了航空摄影测量试验,试验取得的精度,满足了大比例尺成图的精度要求。本文叙述了整个实验过程,并对所取的精度进行了分析,给出了本系统的优缺点,提出克服系统缺点的方案。本系统的应用,给出了数码相机和超轻型飞机应用于航空摄影测量的方法,加快了航空摄影测量内外业一体化的进程。     

三维点云数据实时管理的Hash map方法

本文基于机器视觉探讨数字摄影测量三维构像下的智能数据处理要素之一：海量点云高效管理技术,提出了一种基于GPU的hash map三维点云数据组织的改进算法,算法可以高效地完成数据的动态插入、更新和索引,而不受数据规模限制。同时,通过传感器位置姿态估计当前活动范围,进行主机与GPU的数据交换,保证了GPU的低内存占用率。在搭载不同等级显卡（GTX960、GTX1050、GTX1060）的计算机设备上试验,本文算法均可以达到60 fps以上的帧率（单帧处理点云数：2.11×10⁵）,证明算法满足了三维构像中三维点云数据高效管理的要求。     

拓普康图像全站仪GPT-7000i与PI-3000软件在3维建模中的应用

图像全站仪拓普康GPT-7000 i将数码相机与全站仪有机结合,并且是广焦和长焦两台相机。实现了全站仪测量和数字摄影测量的结合,同时在摄影测量应用之外,为实际测量带来了实实在在的创新和便利。拓普康GPT-7000 i是世界第一台WinCE图像全站仪,相应的机载测量软件和后处理软件与硬件一起构成了一个全新系统,为我们带来了一种新的测量方式和体验。     

旋翼无人机倾斜摄影测量技术在三维实景建模中的应用

使用倾斜摄影测量技术构建三维实景模型是近年来测绘领域的研究热点之一,与传统的垂直摄影测量技术相比,在三维实景建模中具有建模效率高、自动化程度高和模型逼真的优势,尤其是在“数字城市”“智慧城市”建设中具有举足轻重的地位。本文以某区域三维实景建模项目为研究对象,使用旋翼无人机搭载南方测绘倾斜数字航空摄影相机采集研究区倾斜影像数据,进行三维实景建模,最终获得平面X精度为4.03 cm、Y精度为3.86 cm、高程Z精度为3.91 cm的三维实景模型,建模精度完全满足项目建设需求。     

基于特征尺度分布与对极几何约束的高清影像快速密集匹配方法

本文重点阐述了基于机器视觉的智能摄影测量的效率基础问题之三：高清影像快速智能匹配处理。图像特征匹配是影响数字摄影测量坐标空间计算效率的基础数据处理过程。为了解决高分辨率数据匹配校验计算成本更高及相似特征干扰等影像产品生成效率负面影响问题,本文通过研究影像尺度不变特征的数学本质,结合多视图相机几何模型,推导并验证了图像特征点的降采样尺度分布规律。根据图像空间几何关系在降采样尺度上的匹配映射关系,缩减图像匹配过程中的计算量并筛选有效待匹配点集,将特征点数量10⁵量级的快速全局特征距离初匹配时长限制在亚秒级。在此基础上结合特征尺度分布信息改进的对极几何约束,改进特征匹配算法,辅助缩小匹配搜索范围,通过特征索引与分区并行处理,实现高清影像同名特征的高精度快速密集匹配,提升特征点基数、匹配特征点对数量与正确率。本文使用intel i7-4720HQ与NVIDIA GTX970M进行试验,基于尺度分布特性的特征匹配方法,以亚秒级的计算时间,获取符合多约束条件的10³量级的匹配点对,为数字影像的快速高精度处理提供了一种新思路,在充分满足数字摄影测量的精度的基础上可提高其产品生成效率。     

数码相机大比例尺测图应用试验

随着CCD技术的进步,数码相机发展很快。一些质量较高的数码相机已可以用来进行摄影测量工作。试验证明利用数码相机进行摄影测量精度很高,能够用来测制大比例尺地形图和正射影像图。     

非测量数码相机在1∶1000航测成图中的应用

利用无人飞机作为遥感平台搭载非测量数码相机进行于航空摄影测量,是常规摄影测量的有力补充.本文结合东台市的一个实例,讨论了基于无人机进行1∶1000比例尺地形图的航空摄影测量作业流程及关键技术,并对其可行性进行分析和论证.