基于数码相机立体像对的物体3维信息快速获取方法

研究了数码相机的内方位元素检测和镜头畸变差校正,应用近景摄影测量的原理与方法,提出了一种基于立体像对无物方控制的物体表面3维模型信息快速获取方法, 试验表明,该方法获取3维信息速度快、精度较高.同时文中还比较了可变焦数码相机和固定焦距相机在获取3维信息精度方面的差异.     

基于数码相机立体像对的物体3维信息快速获取方法

研究了数码相机的内方位元素检测和镜头畸变差校正，应用近景摄影测量的原理与方法，提出了一种基于立体像对无物方控制的物体表面3维模型信息快速获取方法，试验表明，该方法获取3维信息速度快、精度较高。同时文中还比较了可变焦数码相机和固定焦距相机在获取3维信息精度方面的差异。     

基于2维DLT方法的普通数码相机检校

由于普通数码相机属于非量测相机,无法直接得知其内方位元素和畸变系数,因此使用数码相机获取测量数据前,需要对相机进行检校。采用2维DLT方法进行普通数码相机的检校,对已有的方法作出改进,采用反复迭代的方法,获得相机像主点坐标、主距以及畸变系数。     

基于数字影像升采样的多相机统一相机参数的实现方法

提出了一种基于数字影像升采样的多相机统一相机参数的实现方法,即基于保持透视光线不变的原理,自主开发软件来自动实现同测区多相机统一参数处理,实现后处理中使用同一个数码相机参数,不进行分区简化处理。     

相机内参数标定的评价指标研究与实验

相机内参数的标定受标定环境、标定物规格、标定相片数量等诸多难以进行理论分析的因素影响,导致在实际工程应用中,相机内参数标定的评估存在精度不确定性问题。基于数学统计量设计了相机内参数标定精度评估指标,针对标定相片数量和标定物距对相机标定精度的影响进行研究,并对两种典型相机——工业相机和数码相机,进行内参数标定实测试验及分析。结果表明,当标定参数值达到收敛时,相片收敛数量与标定物距成正比关系;与像主点标定相比,焦距的标定收敛效率更高,达到收敛所需的相片数量更少,但随着标定物距增大,两者的差异逐渐缩小。内参数标定精度的评估指标为相机内标定算法的改进及操作流程提供评估手段,为实际标定工作提供参考和借鉴。     

玉兔号月球车全景相机的正交变换投影模型

玉兔号安装了一对全景相机,全景相机使用的镜头设计为视场小的长焦距镜头,这种镜头的光线束入射角较小,若采用传统的透视投影模型进行相机检校可能会造成法方程式系数矩阵的病态。针对这一特点,本文提出一种基于正交变换模型的相机检校方法,通过真实数据试验证明,该方法具有很高的精度和稳定性,可以用于对玉兔号月球车的全景相机进行检校。     

基于任意共面的两圆的相机检校

本文描述了一种新的只用两个任意半径的共面圆的单幅影像进行相机检校来估计相机的外部参数和其焦距的方法。本文认为一种简单的估计相机的外部参数和其焦距的方法是非常重要的,因为在很多应用场合,相机的位置、姿态和其缩放频繁的改变。一种易用且便利的相机检校的方法需要具有两个特性:1)检校目标可以很容易地获取或者准备,2)检校的操作应非常简单。我们提出的这种方法满足此要求,而大多数已有的相机检校的方法不满足。因为它们需要一个特别设计的检校目标,并且需要多幅影像。由于画任意半径的圆是非常简单,甚至可以在地面上用一根绳子和一个木棍获取,所以此方法所用的检校目标很容易准备。另外,此方法只需要一幅影像,并且它允许圆或者一部分圆的中心被遮挡。另外该方法还可以同时估计相机的焦距和外部的一些参数。这是因为由于变焦镜头使得缩放会随着相机的底座频繁的改变,只要相机的底座有变化那么就必须估计相机焦距。通过在模拟的和真实的影像上的大量实验表明此方法是非常有效的。     

基于数码相机的草地覆盖度现场测量方法研究

草地植被覆盖度是表征生态系统植被生长状况及环境质量的重要参数。选取普通数码相机,并通过改变滤光片调整为近红外数码相机,在此基础上利用普通数码和近红外数码两台相机对草地样方进行同步拍摄,采用HSV(Hue,Saturation,Value)空间色彩转换法和基于超绿特征法、归一化超绿特征法、近红外波段提取法提取草地覆盖度,以人工目视解译为参考对两种数码相机覆盖度计算结果进行了精度分析。结果表明,近红外相机的R2=0.92,基于数码相机的R2=0.84,同时近红外相机的均方根误差0.064,平均绝对误差0.05,正规化均方根误差0.003,其误差都小于数码相机。本研究提出的基于近红外相机的草地覆盖度估测系统能更准确地提取植被覆盖度,具有较高的推广应用价值。     

增强现实系统中虚拟与现实信息空间视觉匹配的算法研究

本文在对相机成像原理研究的基础上,通过一台数码相机从不同方向拍摄的两幅或两幅以上二维图像,实现实际空间坐标和数码相机像平面坐标的透视变换,建立现实空间坐标系与像素坐标系之间的变换关系,并推导出通过相机校准来确定相机参数的数学过程。通过这个算法可以解决虚实的视觉匹配问题,为增强现实系统提供基本支持。最后还通过实验验证算法的正确性。     

普通变焦数码相机快速标定方法

普通数码相机在近景摄影测量中的应用日益广泛,其标定方法备受关注。本文在传统的胶片相机标定方法的基础上,提出了一种可用于普通数码相机在焦距变化情况下的快速标定方法,并通过实验证明了该方法的可行性。     

中小比例尺数字航空摄影测图研究

依据长治DMC数字航空摄影和阜平试验区ADS40数字航空摄影的实验结果,研究分析了框幅式数字航摄仪和推扫式数字航摄仪应用于中小比例尺测图的方式和方法,研究重点侧重于当前数字摄影测量模式下不同外业控制方案对测图精度的影响,并对采用DMC和ADS40数字航摄仪的航空摄影和外业控制的技术设计提出了供参考的建议。     

两种大面阵航空摄影测量数字相机的误差分析

本文首先介绍航空摄影测量数字相机相对于传统的胶片相机所具有的优点，然后重点分析了市场上最新流行的两种大面阵航空摄影测量数字相机的等效中心投影像片的形成方法及其测量精度。实验分析表明：航空摄影测量数字相机系统用于平坦地区作业时能获得较高的精度，但用于山区作业时，作业精度明显下降，因此在地形起伏较大的地区，若作业精度要求较高，则应谨慎使用这两种数字相机。     

The Principal Point and CCD Cameras

The principal point has long been regarded as one of the fundamental parameters in camera calibration. In the age of film based aerial and large format terrestrial cameras, the principal point could be located by a variety of techniques with a certainty of ±10 mm (Carman and Brown, 1961) and this was considered sufficient. However, aerial cameras were precision, purpose built, expensive pieces of equipment where the assembly was painstaking and the location of the principal point measured to a known tolerance. In the digital era, photogrammetrists, and many others, are using cameras which have not been specifically designed or built for photogrammetry. For these cameras there is no requirement for the manufacturers to position the lens in a pre-defined location relative to the image sensing plane or for the lens manufacturer to align the lens elements precisely. In fact, deviations from the centre of the sensor can be a considerable percentage of the extent of the sensor (up to 10 per cent for some zoom lenses (Burner, 1995)). This paper discusses the development of methods of obtaining the location of the principal point, considers the relationship between the principal point and other parameters in the functional model, and shows how the location of this point can be estimated with and without recourse to autocollimation methods.     

Using parallel projection mathematics to orient an object relative to a single image

The paper presents a straightforward method of calculating approximate orientation parameters (six degrees of freedom) of a known targeted object relative to a single calibrated camera. These can then initialise an optimised non-linear calculation of the same parameter values. The method uses the mathematics of a scaled parallel projection and is particularly suited to narrow angle images obtained using a telescope, telephoto or zoom lens. However, the method can also be used with cameras having wider fields of view provided the target group occupies a moderately small part of the image.     

一种基于网格的数码相机数字化图像纠正拼接算法

随着数码相机的不断普及和数字化图书馆建设步伐的加快,利用数码相机对文档文件进行数字化成为一种趋势,但采用数码相机进行数字化时,由数码相机的镜头造成的几何畸变给数字化后的图像拼接带来一定的困难。为了纠正这种几何畸变,提高数码相机数字化的质量,本文提出一种基于网格的图像纠正拼接算法。该算法首先通过计算每个网格的变形参数来纠正图像的几何畸变,再逐个网格来进行图像拼接。试验表明,该算法能对数码相机数字化的文档类图像进行批量的纠正拼接,并且计算速度快,精度高,拼接效果好等优点,为文档类文件用数码相机进行数字化提供了一定的技术支持。     

CCD校差摄影定位的原理及其静态结果

摄影测量因其机动性好、时效性高、目的性强、相对投入较低等优点成为获取地面信息的主要途径之一,具有广泛的应用。给出了利用两台普通CCD数码相机进行校差摄影测量获取的高精度定位结果的原理。将两台CCD数码相机相互垂直地安放在摄影装置上,两台相机同时对坐标已知的标志点进行摄影,综合利用摄影装置与标志点形成的角度观测量与所在区域的高程库信息,解算出摄影装置的高精度坐标。实验结果表明,校差摄影定位与实际的全站仪定位结果相比较,差值在2 cm左右。     

Comparative geometric and radiometric evaluation of mobile phone and still video cameras

This paper examines the potential of mobile phones to be used as front-end sensors for photogrammetric procedures and applications. For this purpose, two mobile phone cameras (Sony Ericsson K750i and Nokia N93) were calibrated over an indoor 3D testfield, using a self-calibrating bundle adjustment. Geometric accuracy tests were carried out in order to evaluate their metric performances and to compare the results with respect to two off-the-shelf digital still video cameras (Sony DSC W100 and Sony DSC F828). The geometric accuracy evaluation comprised an absolute accuracy test, JPEG test and temporal stability test. The radiometric capabilities of all cameras (except that the DSC W100 was replaced with a DSC T100 camera) were also evaluated and compared by carrying out modulation transfer function (MTF) analysis, image noise analysis and an operating range test. Substantial systematic errors were diagnosed in some systems. However, with proper calibration it is believed that these devices can be used for many photogrammetric tasks.     

基于普通数码像片的相关系数影像匹配方法探讨

普通数码相机是非量测相机,所获取的像片属于近景像片,但像片没有已知的内方位元素且影像变形大,因此普通数码像片的图像处理比较特殊。针对普通数码像片特点及相关系数计算量大的特点,本文根据试验提出了一种匹配的准确率高、速度快的改进的相关系数匹配方法。试验表明该匹配方法在影像变形较大的情况下有较快的匹配速度和较高的准确度。     

数字航测相机的研究进展

本文阐述了航测相机传感器技术、位置姿态传感器技术和惯性稳定平台技术的发展概况,对具有代表性的两类数字航测相机———框幅式数字航测相机和推扫线阵航测相机的发展进行了叙述,并对国产数字航测相机——SWDC4a和SWDC5系列的研制与发展进行了介绍。数字航测相机的应用增强了对地观测能力、缩短了地理信息处理的周期、提高了对地观测的时效性。