利用线性变换和后方交会的月球车相机标定

针对现有月球车立体相机的标定算法存在的不足,该文提出了一种基于三维直接线性变换(DLT)和多像后方交会对月球车立体相机标定的方法:利用三维DLT算法解算出标定参数的初始值,然后将初值代入多像后方交会算法进行迭代,从而解出相机参数的精确值。最后利用不同类型和焦距值的镜头模拟月球车上安装的三种立体相机开展标定试验,结果表明该方法具有很高的精度和稳定性,能够用于对月球车的立体相机标定。     

基于平面控制格网的相机标定算法研究

提出了一种基于平面控制格网的相机标定方法。推导了一种简单实用的在平面场景中利用二维直接线性变换和共线方程分解相机外方位元素初值的算法;引入了基于共面条件的约束条件方程,从而建立了基于附加约束条件的自检校光束法平差用于相机的精确标定。实际图像数据实验结果表明该方法同单纯基于标定点的算法相比标定精度明显提高。主点和焦距均达到了子像素的标定精度。检查点的平面和深度方向相对精度优于1/27000和1/38000。可以满足高精度近景三维量测的要求。     

一种基于DLT模型改进的三维相机标定算法研究

传统的DLT算法是忽略畸变参数的一种相机标定方法,只能粗略地计算出内、外参数的初始值,不能用于之后的求解运算。本文对传统的DLT模型进行改进,改进后不需设定初始值,采取迭代线性化的数学算法,通过编写程序,在三维场地下实现了一种既快速又准确的新标定方法。并与TSAI算法进行对比实验,分析了本文改进的新算法在计算速度与求解精度方面的优势。     

车载摄像机外参数的动态卡尔曼滤波标定法

本文针对结构化道路条件下自主驾驶车车载摄像机外参数的动态实时标定问题,分析了自主车的动力学模型、高速公路的动态道路模型以及车载摄像机的成像模型之间的关系;利用扩展卡尔曼滤波,提出了一种在线动态标定算法,并实现了车载摄像机的实时自动标定。通过实车试验,验证了方法的正确性。     

基于二维DLT鱼眼图像校正方法的研究

提出了一种基于二维DLT的鱼眼图像校正方法,通过构建二维平面格网点的像点误差方程,对畸变校正参数进行解算,实现鱼眼图像校正。该方法不需要构建专门的控制场,仅需要利用计算机绘制平面格网即可实现鱼眼图像标定及校正,检校过程简单、可操作性强,能够在一定程度上满足鱼眼图像实时、快速校正的要求。     

一种关键帧的自动提取方法

本文首先介绍了2种主要透镜畸变及摄像机标定方法;然后结合摄像机内部参数和视频帧率推导出关键帧航向重叠度计算公式;在此基础上实现了指定航向重叠度关键帧从文件源或实时源中的自动提取,文件源中采用定位关键帧自动提取算法,实时源中采用定时自动提取算法;最后利用得到的标定参数完成关键帧影像矫正。实验结果表明本文采用的算法能够高效、准确地得到矫正好的指定航向重叠度关键帧。     

基于非线性优化的摄像机2D标定法

基于平面靶标,利用不同的非线性优化方法精确标定摄像机的线性参数以及畸变参数。基于绝对二次曲线的图像（IAC）构成约束方程,线性求解线性模型内外参数的初始值,在此基础上充分考虑非线性模型中的径向畸变和切向畸变,利用Rodrigues旋转公式减小优化参数的个数,分别采用最速下降法和LM最优化方法求解精确参数。实验结果表明,基于非线性优化的2D标定法能够简化初始值的计算,获得精确的非线性参数,最速下降法具有较快的收敛速度,LM算法能够获得更小的投影误差,且利用优化工具箱可以显著减小计算难度。可以根据实际需要选择不同的优化算法,实现摄像机的快速精确标定。     

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。     

一种多目相机的外参数两步联合在线标定方法

相机外参数的标定是计算机视觉和摄影测量领域的研究热点。但是由于实际标定成本和相机安装环境的限制,难以频繁对其进行外参数标定。针对静态多目相机对外参数连续、在线、稳定的标定需求,提出一种多目相机外参数两步联合在线标定方法。该算法通过对共线交会的外参数初值进行稀疏光束法平差,使外参数存在系统噪声的情况下仍获取稳定估计值。外参数标定的实测试验和仿真分析结果表明,该方法对外参数初值系统误差具有鲁棒性强和收敛速度快的优点,解决了多目相机外参数的在线快速标定问题;满足对静态、连续、在线外参数标定有较高需求的实际工程应用,对视觉导航有参考和借鉴意义。     

数字相机在类似棋盘检校场中的检校方法研究

针对众多非量测单相机的检校方法,通过分析数码相机的误差来源,并考虑相机的内、外方位元素和物镜光学畸变等因素引起的误差,提出一种基于类似棋盘检校场的数字相机检校方法。利用共线方程和二维DLT之间的关系导出了由二维DLT的9个参数表达的主纵线方程,构建同形矩阵,通过不同摄站拍摄目标的多幅影像,求得内、外方位元素的初始值,并由多张影像的空间后方交会求出相机需要检校参数,再由假设检验来检验相机系统参数的显著性。经实例分析表明,利用改进后的方法求解参数的精度满足实际需求,且效率更高。     

An integrated bundle adjustment approach to range camera geometric self-calibration

This paper describes a new method for integrated range camera system self-calibration in which both traditional camera calibration parameters and rangefinder systematic error parameters are estimated simultaneously in a free-network bundle adjustment of observations to signalised targets. Its mathematical basis is collinearity and range observation equations augmented with correction models for systematic error sources identified in the data. The self-calibration results from datasets captured with two different range cameras, a SwissRanger SR3000 and a SwissRanger SR4000, are presented and analysed in detail. The method’s effectiveness is demonstrated in terms of systematic error removal and independent accuracy assessment. Up to a 54% reduction in the residual RMS was achieved by inclusion of the proposed error models in the self-calibration adjustment. An improvement of at least 74% in the RMS of object point co-ordinate differences, over that achieved without calibration or provided by the manufacturer’s software (in the case of the SR3000), was realised in an independent accuracy assessment. In addition, the effects of several influencing variables, including the range stochastic error model, the network geometry and the range measurements themselves, on key correlation mechanisms are analysed in detail.     

多影像空三平差辅助下的车载全景相机严密标定方法

针对目前全景相机标定方法的研究现状,提出了一种多影像光束法空三平差辅助下的全景相机内参数严密标定方法。首先建立全景相机标定场,对组成全景相机的每台单相机的内参数进行标定;然后按照预先设计好的摄影参数,旋转摄影获取全景相机在标定场中多个不同摄影方向的影像,利用其中一个摄站的标定影像和物方控制点通过空间后方交会的方法解算单相机之间的初始相对方位元素,即粗标定;最后将所有摄站的标定影像构建区域网并进行光束法空三平差,获取精确的全景相机参数,即严密标定。试验表明,文中提出的全景相机标定方法可以提高标定结果的精度和可靠性,为全景影像的拼接、量测及真彩点云的生成等后续研究和应用奠定可靠的基础。     

卫星摄影测量中偏流角修正余差改正技术

本文基于立体影像摄影机理,对偏流角修正的剩余误差导致的上下视差进行了分析,建立了立体相机偏流角余差改正的数学模型,推导出偏流角余差影响上下视差的误差方程,并重点从相机参数在轨标定和光束法平差中低频误差补偿两方面提出解决措施。理论分析与实际卫星影像试验表明,偏流角改正余差对上下视差影响较大,必须通过相机参数在轨标定和低频误差补偿两方面予以改正,才能保证全球范围无地面控制点目标定位精度的一致性。     

异轨遥感立体像对外方位元素的求解算法

在对异轨遥感立体像对外方位元素求解的基本模型进行系统阐述的基础上 ,讨论了基于共面条件的后方交会模型改化方法及其和基于共线方程的后方交会模型的融合。给出了外方位元素初值求解的实用算法 ,并利用实测立体像对数据进行了联合平差计算 ,取得了较好的结果     

基于单位四元数的机载三线阵影像光束法平差

为克服欧拉角在空间方位的描述和插值中的局限性,采用单位四元数来描述相机的姿态,推导了四元数描述的共线条件方程。在此基础上,提出了将四元数球面线性插值(Slerp)引入到三线阵影像定向片法平差的思想,通过利用Slerp公式进行相机姿态的匀速插值,建立了基于单位四元数的三线阵影像平差的数学模型并进行了线性化。两套ADS40数据的试验结果表明,在区域四角布设平高控制点的情况下,基于Slerp模型的定向片光束法平差在平面和高程方向均可取得优于1个地面像元(GSD)的定位精度,是三线阵相机检校和空中三角测量较理想的技术手段。     

基于多像对的近景摄影测量相机对标定

本文利用共线方程进行线性变换与非线性变换的方法实现非量测型相机标定,分三步求解相机内方位元素、透镜畸变参数、外方位元素,再利用解析相对定向方法进行固定相机对的相对模型参数的标定。利用多像对相对定向得到与绝对模型大小一致的立体模型,在求解地物尺寸大小这类不需要坐标数据的应用上非常有效。     

附加约束条件的光束法区域网平差在四拼数码航空相机平台检校中的应用

介绍了针对四拼数码航空相机的附加约束条件光束法区域网平差原理,包括计算四拼相机外方位元素,并同时计算四台子相机的相对位置关系,获取四拼相机平台检校参数。实验结果表明采用这种方法计算出来的平台检校参数精度高,生成的虚拟影像拼接效果好,测图精度满足大中比例尺地形图规范要求。     

非量测数码相机的畸变差检测研究

本文主要研究利用数字畸变模型和附加参数的光束法平差对非量测数码相机进行内方位元素和畸变差的测定。分别运用两种检校方法对UAVRS Ⅱ无人机遥感系统机载非量测数码相机进行检校实验,并采用统一比例尺的方法进行精度比较。实验结果表明两种方法检校精度接近,证明了该面阵数码相机的畸变基本符合系统畸变规律,只存在极少量的随机畸变,也进一步证明了利用数字畸变模型纠正数码相机畸变差的可行性。