相机检校的迭代处理方法

对相机光学畸变精确检校是提高摄影测量精度的手段之一。常规的相机检校方法一般是利用检校场,对相机检校模型的畸变系数进行估算进而校正相机畸变误差。由于引起各类相机畸变的原因千差万别,目前尚无法找到能对各类相机都适用的理想模型。为此,本文在对现有相机检校模型进行分析的基础上,提出了一种相机检校迭代处理的思路。首先,利用现有条件快速建立简易的室外检校场。其次,利用现有相机检校模型按照迭代处理的思路通过多次应用检校模型进行迭代检校来消除影像畸变。最后,在无控制点情况下,结合自由网平差理论进行无控制点的相机迭代检校处理。本文通过对两种非量测相机进行检校试验,比较分析了常规检校方法和迭代检校方法。试验结果表明,本文提出的相机检校迭代处理的思路能在常规检校方法的基础上进一步提高非量测相机检校的精度。     

无人机非量测相机检校方法研究

无人机搭载的非量测相机光学系统不稳定、畸变差大、内方位元素未知,难以满足大比例尺测图精度要求。本文通过建立高精度室内相机检校场,基于直接线性变换公式编写了非量测相机检校程序,根据解算得到的畸变参数对相机进行了改正,使之适用于大比例尺航空摄影测量成图,并通过实际项目验证了该方法的有效性。     

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。     

室内三维相机检校场温度改正阈值研究

室内三维相机检校场可以用于检校量测型相机或非量测型相机的内方位元素、光学畸变,以及多相机组合拼接参数。受温度变化影响,检校场观测标志载体发生热胀冷缩,观测标志发生相对位置变化,影响相机检校精度。通过采用经纬仪工业测量系统对检校场观测标志进行高精度测量,在不同温度条件下对检校场开展周期性观测,得出检校场标志点载体钢筋混凝土和金属挂杆的热膨胀系数,根据待检校相机的类型,计算出检校场需要达到的精度要求,确定检校场坐标温度改正阈值。     

基于有限元模型的数字工业摄影测量相机二次检校

针对数字工业测量相机检校问题,在10参数相机畸变模型的基础上,提出一种基于有限元模型的二次检校方法,利用10参数模型补偿相机可预见性畸变差,剩余的不可预见性畸变差则利用有限元模型进行二次补偿。通过对INCA3量测型相机和CanonEOS 5D Mark Ⅱ、Nikon D2H非量测型相机的检校试验发现,量测型相机的机械结构稳定、成像噪声低、测量精度提高显著,但非量测型相机的精度提高不明显。     

非量测数码相机在砼管片变形检测中的应用

阐述了利用非量测数码相机进行砼管片变形检测的技术方法。首先对非量测数码相机进行检校 ,确定相机的内方位元素 ,以及镜头畸变差改正参数。在对砼管片实施近景摄影时 ,根据摄影目标和相机视场大小 ,设计了一种 8摄站摄影方案 ,实现对砼管片 36 0°立体模型环绕连接。同时设计了标志点形状和布设方案 ,使摄取的数字影像能够被自动处理 ,实现标志点影像坐标自动量测。利用基准尺作为相对控制条件 ,以砼管片理论尺寸作为初始值 ,采用光线束法平差方案实现整体平差。根据作业成果表明 ,非量测数码相机用于中等精度 (毫米量级 )要求的变形检测是可行的     

提高非量测相机高程精度关键技术分析

由于无人机平台只能搭载非量测相机,其相机镜头畸变较大,同时无人机飞行姿态不稳定,更无法搭载高精度GNSS/IMU系统,导致了无人机航摄大比例尺成图的高程精度较差。针对以上问题,本文通过试验,在GPS辅助空中三角测量基础上,通过影像畸变差纠正、相机自检校,改正影像畸变;使用差分GPS获取更精确的摄站中心坐标;飞行垂直于常规航线的构架航线,以增加影像重叠度,提高空三模型稳定性。试验结果表明,相机标定、差分GPS和构架航线不仅可以提高GPS辅助光束法区域网平差的高程精度,还能有效减少野外像控点布设数量,针对带状图航测更具参考价值。     

相机畸变的混合模型迭代检校法

严格的相机检校是进行高精度测量和三维模型重建的基础。本文通过模拟理想影像并对之加入各种畸变，针对相机平面畸变检校模型中的径向、偏心和平面内3种畸变进行了探讨，结果发现同时考虑径向、偏心和线性3种畸变的物理检校模型要优于只考虑其中某一种或两种畸变的物理检校模型；试验结果同时表明现有物理检校模型并不能完全消除影像畸变；针对物理检校模型不能完全消除影像畸变的问题，本文引入数学检校模型（切比雪夫多项式），并提出物理检校模型和数学检校模型混合迭代检校的思想，通过模拟影像试验验证这一方法比单一使用物理模型或数学模型更能有效地降低影像畸变；最后本文对运动相机GoPro影像检校试验进一步验证了提出的混合模型迭代检校法能够更好地检校影像畸变。     

数码相机控制点的自动定位检校

为简化控制场相机检校中的人工量测控制点的繁琐工作,提高相机检校精度,本文提出一种方法:只需均匀量测少量控制点的像方坐标获取相机检校初始参数,便可通过动态模板匹配实现单影像相机检校的控制点高精度自动定位检校。实验证明此方法检校精度与人工量测检校精度相近。     

室内控制场数码相机检校应用于通用航空摄影测量的可行性研究

非量测数码相机已广泛应用于计算机视觉、摄影测量等领域,但必须对其进行内定向和构像畸变的校正。常用的检校方法主要有室外检校法和室内检校法两类,其中利用室外三维控制场进行数码相机检校是目前较为成熟的做法,而室内三维控制场检校精度能否达到常规比例尺航空摄影要求尚未进行有效验证。通过论述一整套室内三维控制场相机检校方法,并对比分析两种检校结果表明,室内三维控制场检校精度还无法满足通用航摄精度要求。     

非量测数字相机实验室几何标定

非量测数字相机的几何标定,包括内方位元素和畸变的精确测定,直接影响其用于航空摄影测量的最终精度。本文研制出一套非量测数字相机实验室几何标定系统。该系统采用平行光管加星点板作为目标发生器,在测量出一组目标点在相机的CCD靶面上的像点坐标及对应的平行光线的入射角后,结合几何标定的数学模型,可以实现相机的高精度几何标定。采用佳能EOS 5D MarkⅡ和哈苏H3D两款典型的数字相机进行了试验与分析。试验结果验证了本文标定方法的正确性以及精度的可靠性。     

轻小型组合宽角低空相机检校技术研究

轻小型组合宽角低空相机由四个非量测的CCD面阵相机组合而成,其内方位元素未知,并且相机畸变差较大.而无人机航空摄影测量作业对CCD相机的光学畸变参数有较高的要求,因为参数的一个像素的误差常常会导致地面几米甚至数十米的误差,因此对组合相机进行高精度检校是无人机航空摄影测量作业的关键步骤.本文采用多片空间后方交会方法在室外...     

基于DLT方法的非量测数码相机检校研究

普通数码相机在图像获取方面有着很多优势，但它是非量测化相机，不能用普通数字摄影测量方法对其数字图像进行处理。针对这一情况，本文提出了建立3维控制场对非量测数码相机进行检校，采用DLT（直接线性变换）方法计算出非量测数码相机的内外方位元素，实现非量测数码相机获取像对的可量测化。最后通过在黑龙江省地理信息产业园主楼区域建立3维控制场的试验，进行数据采集后获取了实际的3维模型。     

基于大比例尺航空影像共面约束条件的相机自检校方法

提出了基于大比例尺航空影像共面约束的相机自检校方法,该方法使用所有立体像对同名点基于共面约束对相机的内方位元素及畸变系数进行解算。首先进行航空影像同名点匹配,构建立体像对;然后基于共面约束使用直接解法和迭代优化进行相对定向,解算相机位置与姿态;最后使用最小二乘优化方法解算相机内方位元素和畸变系数。对于高分辨率大尺寸航空影像,图像中心及边缘的畸变差异较大,为了进一步提高解算精度,对图像进行网格区域划分解算畸变。使用大比例尺航空影像进行解算能真实精确反映航空摄影测量时所获取图像的相机参数和畸变系数,避免检校环境与使用环境不同解算得到的相机畸变参数不能真实反映所获取影像的畸变问题;使用所有同名点解算,避免由于选择不同特征点或控制点对检校精度的影响;通过区域网格划分,进一步提高了解算精度。对检校结果进行了分析,该方法精度较高,与基于室外检校场的精度相当,能真实精确反映航空摄影测量时所获取图像的相机参数和畸变系数,提高了三维重建的精度。     

线阵推扫式相机高精度在轨几何标定

基于偏置矩阵和探元指向角构建了线阵推扫式相机的在轨几何标定模型,并给出了相应的参数求解方法。分析了线阵推扫式相机物理内参数模型与指向角内参数模型的区别与联系,对物理模型到指向角模型的演化过程进行了推导,分析了偏视场相机与正视场相机在使用指向角模型时的不同,并分别给出了两者的具体计算公式。利用嵩山检校场高精度控制数据和天绘一号高分影像验证了本文的模型和解法。实验结果表明,本文的标定模型和求解方法可解算出稳健可靠的内参数;两次标定结果相比,95%的样本探元沿轨方向的指向差异小于0.1像元,93%的样本探元垂轨方向的指向差异小于0.2像元。经在轨几何标定,影像定位精度显著提升。     

The accuracy of a river bed moulding/casting system and the effectiveness of a low-cost digital camera for recording river bed fabric

Digital photogrammetry has been used to develop and test an artificial river bed moulding and casting system, which allows the pebbles within a coarse-grain river bed to be recreated for hydraulic research in a laboratory flow channel or flume. Imagery of both the original streambed and the cast facsimile was acquired using a non-metric Kodak DCS460 digital camera and digital elevation models and orthophotographs were derived and compared to assess the accuracy of the moulding and casting system. These comparative tests proved to be critical in modifying and developing the system.
Additional imagery was obtained in the field using a non-metric Olympus C3030 'compact' digital camera to assess whether far cheaper camera technology could deliver data appropriate for such comparative examinations. Internal calibration parameter sets and data that were generated were compared with data obtained by the non-metric Kodak DCS460. These tests demonstrate that digital sensors built around high-quality 35 mm professional camera bodies and lenses are required for comparative examinations and for similar system development.     

ON THE CALIBRATION OF UNDERWATER CAMERAS

Analytical plumbline and serf calibration techniques are applied to the calibration of two underwater cameras: a Rolleifex SLX réseau camera with an Aquamarin WKD-SLX/6006 submarine housing and a Nikonos V underwater camera. The Rolleiflex was fitted with a 50 mm Distagon f/4 lens and the Nikonos with a 28 mm Nikkor-UW f/3.5 lens. Comparisons of the results from the two methods of camera calibration are described. Theoretical differences are predicted for in-air versus in-water values for radial distortion. When these are compared to the actually observed values of distortion, an insight is provided of the precisions claimed for each method of camera calibration.     

辐射产品的卫星影像内部畸变几何标定

针对卫星发射以后,由于外部太空环境的变化和相机光学系统的径向畸变导致卫星成像影像的外部误差和内部畸变,须对光学遥感相机长期周期性地进行几何标定消除卫星影像系统误差和相机指向角误差提高卫星影像几何定位精度的问题,该文从简单易行的角度出发,基于相机的CCD固定偏差原理构建一种新型的模型或内标定算法消除影像的内部畸变,以经过畸变改正的卫星影像辐射产品为参考控制,采用亚像素匹配法构建内部畸变模型修正卫星遥感影像的内部畸变,并分别以不同侧摆角和影像行数的SJ9A和ZY3为实验和参考控制数据构建和验证新型标定模型的有效性和实用性。