基于多片空间后方交会的CCD相机检校

近年来,CCD相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量。影响摄影测量成果精度的重要因素之一是相机的技术参数,因此相机技术参数的检校是保证成果质量能否满足精度要求的关键问题之一。文中通过单片空间后方交会和多片空间后方交会的比较试验,分别对两种方法实施了精度分析和可靠性分析,总结得出多片空间后方交会是一种更为可靠的CCD相机检校方法,且运用多片空间前方交会方法进一步验证了多片空间后方交会检校成果的可靠性。     

Nikon D1X相机检校

本文采用空间后方交会方法对Nikon D1X数码相机(NIKKOR 17镜头)在室内检校场实施检校。通过分析检校结果的精度,并经多片空间前方交会方法进一步验证检校参数的可靠性,表明多片空间后方交会是一种较为可靠的数码相机检校方法。     

基于目标的相机标定方法

在利用相机成像的几何原理进行三维坐标测量时,相机标定是首先要解决的问题.空间后方交会、直接线性变换及张正友标定法是3种常用的基于目标的标定方法.本文介绍了其基本原理,并分别进行了程序设计和实验验证,分析了3种方法中控制点数量、焦距大小与精度的关系以及方法的优劣性.结果 表明,过多的控制点会导致空间后方交会方法精度下降;随着焦距的增加,空间后方交会和直接线性变换方法的标定精度均有所下降;直接线性变换、空间后方交会、张正友标定法的可靠性、精度均依次降低.     

铅垂线辅助城区航空影像的绝对定向

依据灭点理论，推导了空间铅垂线与航空影像的空间姿态角之间的关系及其相应的误差方程式，并分析了铅垂线辅助的单像空间后方交会和单模型绝对定向中所需的控制点数。最后，通过实际数据的试验研究了铅垂线辅助的单像空间后方交会和单模型绝对定向的精度与可靠性。试验结果表明，在传统的单像空间后方交会和单模型绝对定向中引入铅垂线约束条件，不仅定向精度与传统的基于控制点的绝对定向精度相当，而且可以减少所需的控制点数以及定向精度对控制点分布的依赖性。     

基于大倾角的角锥体空间后方交会研究

在摄影测量中,当倾角变大时,由于三角函数的多值性和奇异性导致传统的共线条件方程线性化的空间后方交会方法已经不能稳定地求解出摄影瞬间影像的外方位元素。文中通过对传统空间后方交会、基于单位四元素的空间后方交会和文中所用到的基于简化的DLT线性方程求解线元素初值的角锥体法比较发现,在像片倾角逐渐变大,传统方法和四元素法不能正确求解出外方位元素的情况下,基于角锥体法的空间后方交会仍能稳定、准确地求解出像片的外方位元素。     

全站仪两目标后方交会

本文在论述把三目标后方交会转化为前方边角交会的基础上，介绍了利用全站仪进行两目标后方交会的方法     

角锥体解算外方位元素的改进方法

传统的空间后方交会求解外方位元素的方法,主要是利用共线条件方程,由于求解过程中同时求解线元素和角元素,从而忽略了两者之间的相关性。本文采用角锥体原理进行空间后方交会的改进方法,可忽略线元素和角元素之间的相关性,同时利用多余观测条件,对外方位线元素、角元素均进行平差计算,即采用3个以上控制点,利用最小二乘原理,可提高外方位元素的解算精度。本文在已有的相关理论基础上,提出了基于角锥体原理的空间后方交会的改进算法,并采用算例进行验证。     

利用四元数描述线阵CCD影像的空间后方交会

将四元数理论引入高分辨率线阵CCD影像的空间后方交会解算中,提出了一种利用四元数描述线阵CCD影像的单片空间后方交会方法。该方法利用四元数描述角度旋转矩阵,对严格的共线条件方程进行线性化,并采用正则化的数学方法克服线阵CCD影像外方位元素的相关性。试验证明了本算法的正确性和可靠性。     

GPS测量技术在相机动态检定中的应用

本文首先要介绍了单象空间后方交会的基本原理,在此基础上介绍了采用单角空间后方交会方法进行航摄仪试验动态检定的方法以及存在的问题,最后提出了如何将ＧＰＳ测量技术应用到航摄仪的动态检定之中去,文章的最后对该理论进行了实验验证,并最后得出一般性结论以及将该动态检定方法应用于实际生产中的前景。     

全站仪自由设站法及精度分析

本文论述了全站仪自由设站的两种方法:三方向后方交会定点、四方向后方交会定点,并对这两种后方交会定点进行了精度分析,供野外作业选择应用。     

一种基于四元数的空间后方交会全局收敛算法

结合四元数在摄影测量中的良好应用,提出一种基于四元数的空间后方交会全局收敛算法。该算法利用四元数描述影像姿态,采用绝对定向和正交投影两种变换来代替中心投影的共线条件方程,再利用非线性方程直接迭代的方法进行求解,从而无需进行线性化,最后从理论上对算法的全局收敛性进行了证明。试验结果表明该算法正确可靠,对外方位元素初值没有要求,真正做到无初值依赖空间后方交会,具有很好的稳定性和适应性。     

基于Pope-Hinsken算法的空间后方交会

分析了Pope-Hinsken(P-H)算法的基本原理,将其应用于大角度影像的空间后方交会,给出了误差方程和计算方案,并通过对比实验加以验证。结果表明:1)在空间后方交会中采用单位四元数构造旋转矩阵可显著降低算法的初值敏感性;2)与同类方案相比,该方案具有误差方程更简洁、收敛性更强的特点;3)该方案的解算精度与现有方案一致,稳定可靠。     

以重心坐标为基准的空间后方交会非迭代法

为解决基于迭代的空间后方交会算法在倾斜摄影中可能出现的不收敛现象,提出了一种以重心坐标为基准的非迭代解算方法。首先将控制点物方空间坐标描述成重心坐标,并基于其坐标参考无关性,采用总体最小二乘方法求出对应像方空间坐标,然后通过正交矩阵方法进行绝对定向并优化。试验结果表明,该方法几乎对任意影像姿态均能正确解算,并且精度达到甚至优于基于迭代的空间后方交会方法。     

基于角锥体原理的空间后方交会改进算法

在摄影测量中,空间后方交会是一个很重要的概念,通过空间后方交会可以确定像片的外方位元素,从而确定像片在物方空间坐标系中的位置和姿态。本文在文献[1][2]的基础上,对其中部分复杂公式进行改进,得到了表达形式简单,且易于理解和解算的实用公式,并通过实例证明改进算法的正确性。     

基于单位四元数的无初值依赖空间后方交会

为解决基于欧拉角的传统空间后方交会算法对初值强烈依赖的问题,提出一种利用四元数描述姿态的解算方法。本算法采用单位四元数描述旋转矩阵,然后对严格的共线条件方程进行线性化,并按照带有约束条件的间接平差进行迭代解算。试验表明本算法的可靠性和稳定性不依赖于像片位置和姿态的初值,并具有迭代次数少和解算时间短等优点。     

直接利用旋转矩阵进行空间后方交会的原理和方法

空间后方交会是摄影测量学的基本内容,其解算的理论基础是共线条件方程及其线性化。传统的解算方法是直接以6个外方位元素为未知参数,使用泰勒级数展开进行线性化,然后迭代求解。而这里则直接以旋转矩阵为未知数进行迭代求解,这样既可直接解算出旋转矩阵,又避免欧拉角和旋转矩阵相互转换所引起的计算误差和时间耗费。试验结果表明该方法切实可行,求解精度高,而且迭代次数更少、迭代速度更快。     

球形全景影像位姿估计的改进EPnP算法

球形全景成像可以克服透视成像视场角的局限,实现场景全覆盖的三维重建和量测。本文在普通影像位姿估计的EPnP(efficient perspective-n-point)算法上进行了改进和扩展,提出了一种稳健快速的球形全景影像位姿估计算法。首先,构建球形全景影像的投影模型,将EPnP算法的平面透视成像模型扩展到球面成像模型;然后,采用基于全景球心、像点、控制点共线条件方程的改进EPnP算法求解控制点的球形全景像空间坐标;最后,利用Horn绝对定位算法直接解算全景影像位姿。与球形全景影像位姿估计的后方交会算法的对比试验结果表明,本文提出的方法无须迭代求解,更为稳健快速,即使控制点数目较少也能达到高精度,基于非严格共中心拼接的全景相机,重投影误差可控制在3.00像素左右。     

DLT方法在遥感相机几何定标中的应用

为建立适用于遥感相机定标的实验室,需要有几何标定的算法和软件对摄影图像进行计算.使用近景摄影测量中基于3维控制场的定标方法,对单CCD四波段遥感相机进行了几何定标,研究并自主编程实现了直接线性变换DLT(Direct Linear Transformation)算法,与基于空间后方交会算法的定标结果进行了精度对比.结论...     

基于空间几何原理的空间前方交会改进算法

空间前方交会是摄影测量学重要的概念,通过空间前方交会可以确定待定点的物方空间坐标。在空间几何解析的基础上[1],根据摄站点、影像点、物方控制点坐标的空间几何关系计算像控点的空间坐标,然后求解待定点的像点空间坐标,从而在物方空间坐标系中进行空间后方交会计算。该方法表达形式直观,便捷实用,并通过实例验证该算法的有效性和正确性。     

后方交会的精度估计和设计

本文从角度观测方程出发，推导了一个简单、实用的后方交会占位精度计算公式，通过分析交会点的误差椭圆提出，适当加测后方交会方向中的某些光电测距边，可以明显地改善位于危险圆附近的后方交会点观测方程系数矩阵的条件数，提高交会点的点位精度．