CCD相机二维几何检校

ＣＣＤ相机检校是ＣＣＤ输入影象处理的一个必不可少的过程。本文对ＣＣＤ成象系统的几何性能进行了分析，提出了测定ＣＣＤ影象象素比例因子和象主点初值的简易实验方法。在此基础上，构造了一种同时顾及光、电误差的二维检校方法，并进行了相机检校实验。最后对检校结果进行了分析和讨论。     

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。     

由小面阵CCD组合构成宽角航空相机

本文研究由多台小面阵CCD相机构建组合式宽角航空相机的新方法———包括由3台或4台相机组合构建的多相机系统结构,由其分离的各影像转换成等效大影像的数学表达;利用室外和室内近景相机检校场对组合相机系统进行高精度检校的内容、解算方法和检校结果;最后给出了以3相机组合系统装备无人驾驶飞行器(UAV II)进行低空摄影的影像成果。     

相机三维检校场的精密测量与稳定性分析

为满足摄影测量中相机检校的需要,选用一种室内相机检校场的精密测量方法与实验分析方法,对相机检校场进行检校。根据山东科技大学室内三维检校场中标志点的排列规则,点数众多的实际分布特点,选用高精度的经纬仪测量系统,选取最佳的仪器和基准尺摆放位置对检校场内的标志点进行测量。利用统计检验的方法对标志点点位的稳定性进行分析,判断出标志点稳定可以满足相机检校的需要。     

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。     

LiDAR相机检校对正射影像精度的影响

本文简述了机载LiDAR系统相机检校的基本原理,分析了影响相机检校精度的因素,并在此基础上利用实验数据对相机检校精度和正射影像精度之间的关系进行分析讨论。实验结果表明两者之间不是简单的线性关系,相机检校随着自身精度的高低对正射影像精度的提高有不同的影响,当空三解算外方位元素时的中误差从0.6522降到0.4851的过程中,正射影像精度提高较快;当空三解算中误差降低到0.4851时,正射影像的精度较难通过提高相机检校精度来提高。     

移轴原理的数字相机检校

移轴相机由于其垂视摄影且视场可扩展的优势,已逐步开始应用于航空大面阵多相机系统中。针对当前航空移轴大面阵多相机系统未检校或由于检校精度不高导致几何精度较低的问题,提出了一种针对移轴成像的数字相机几何检校方法。该方法建立了移轴影像像平面坐标系到基准像平面坐标系的转换关系,并以此为基础构建移轴相机几何检校模型。本文以典型的单反移轴相机为例,利用室内三维检校场数据进行了实验验证与分析。结果表明,利用该方法对移轴相机进行检校是可靠的,并达到了较高的精度。     

几种相机检校方法的探讨

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。本文主要对常用的几种检校方法进行归纳,通过对实验数据的对比分析,找出优缺点,得出结论,为以后相机检校方法进一步的探讨提供一定的帮助。     

国产机载大视场三线阵CCD相机几何标定

发展和应用三线阵CCD（Charge-coupled Device）传感器是当前遥感测绘的一个重要方向，本文针对国内首台自主研制的机载三线阵CCD相机（以下简称GFXJ），开展了国产GFXJ相机几何标定技术研究。首先对比分析了GFXJ相机的成像特点和几何变形因素，在此基础上建立了基于CCD指向角的分段自检校标定模型；然后提出了循环两步法标定方案；最后在中国(嵩山)卫星遥感定标场和黑龙江鹤岗地区获得了多组飞行实验数据，采用循环二步法对GFXJ相机前、下及后视CCD每一像元指向角进行了准确标定，并生成可靠的CCD像点坐标文件。实验表明，本文提出的基于CCD指向角的分段自检校标定模型和循环两步法标定方案对于GFXJ相机具有良好的适用性和有效性，标定后可大幅提高影像无控定位精度；辅以少量控制点进行区域网平差，GFXJ影像定位精度可满足1:1000地形图测图的空中三角测量精度要求。同时本文建立的标定模型和标定方案可为其它机载线阵CCD相机的标定处理提供借鉴。     

定向片用于天绘一号卫星三线阵影像自检校光束法平差

针对天绘一号卫星三线阵传感器,利用定向片模型描述其外方位元素变化特征;同时综合线阵CCD和相机系统误差等影响,构建自检校参数模型。利用两景真实数据进行自检校光束法平差实验。结果表明,合适的定向片间隔选取和自检校参数建模能够有效提升目标定位精度。     

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...     

Principal Point Behaviour and Calibration Parameter Models for Kodak DCS Cameras

Digital still cameras have been widely adopted for close range photogrammetry and machine vision applications. Due to the advantages of onboard storage of digital images, portability and rapid data processing, digital still cameras are rapidly becoming standard equipment for measurement tasks such as industrial metrology and heritage recording. As for any metric application, the accuracy of the derived object data is dependent, amongst many other factors, on the accuracy of the camera calibration. For the vast majority of photogrammetric applications, use of the simple case of a block invariant calibration model comprising the primary physical parameters, including the principal point position, is sufficient. However, cameras designed for photojournalism and domestic use, such as the Kodak DCS420 and 460 cameras, are well known for their calibration instability because the design is based on a 35 mm SLR camera body. In particular, previous research has shown that the principal point location is prone to movement during normal handling of the camera, due to the mounting mechanism of the CCD array. This paper reports on an investigation of the physical behaviour of the principal point location and compares different calibration parameter models for the Kodak DCS420 and DCS460 digital still cameras.     

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。     

TDI CCD交错拼接推扫相机严格几何模型构建与优化

时间延迟积分电荷耦合器件(TDI CCD)交错拼接推扫相机,是指焦平面上交错成两行排列多个TDI CCD阵列,并采用推扫成像方式的光学相机。为兼顾空间分辨率与地面覆盖宽度,当前较多的高分辨率光学遥感卫星都搭载了此类相机。本文总结了此类相机的成像原理和特点,基于成像瞬间多片CCD共享一套外方位元素的特点构建了该类相机的"整体几何模型"。针对定位过程中的外部误差和内部误差,基于整体几何模型设计了相应的内外误差补偿方案,对该类相机几何模型的优化进行了研究。以8片TDI CCD交错拼接的天绘一号(TH-1)卫星高分相机原始影像为试验数据设计了多组试验对本文方法进行验证。结果表明:本文的整体几何模型可严格描述该类相机的原始几何物像关系;仅进行外部误差补偿时,影像定位精度显著提升,但各分片CCD影像残留有不同的系统误差;仅进行内部误差补偿时,影像定位精度没有显著提升,但各分片CCD影像定位精度的一致性得到明显改善;对内部、外部误差均补偿后,影像在X、Y、Z方向的定位精度皆优于2m,且各分片CCD影像定位精度具备一致性;将计算出的内部误差补偿参数应用于成像时间间隔22d的其他多景影像时仍达到了同样的定位精度。     

Geometric test field calibration of digital photogrammetric sensors

Test field system calibration will be a fundamental part of the future photogrammetric production line. Accurate calibration and performance evaluations are necessary for fully assessing the stability and accuracy of digital sensing techniques. In this paper, a method of comprehensive geometric calibration in a test field has been developed and empirically tested using eight image blocks collected with three UltraCamD digital large format photogrammetric cameras. Permanent photogrammetric test fields form the basis of the method. Important components of the method are determination of system parameters, evaluation of systematic errors, and assessment of geometric accuracy. The results showed that UltraCamD images contained systematic deformations that could not be modeled with single lens additional parameter models. Good point determination accuracy was obtained despite the systematic errors; the typical accuracy was 2–3 μm in image space in the horizontal coordinates and 0.05–0.09‰ of the object distance in height. One of the cameras had significantly poorer performance. In the worst cases, the horizontal accuracy was 5 μm in image space and the height accuracy was 0.18‰ of the object distance. The analog cameras gave better results than the UltraCamD, but the development of appropriate mathematical models for UltraCamD as well as improvements in digital sensors may change the situation in the near future.     

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。     

一种改进的立体摄像机标定方法

克服了传统的立体摄像机标定要求在摄像机前精确地配置标定物,过程繁复,户外实现较困难的弱点,提出一种改进标定方法,通过双目匹配点,线性地求解本质矩阵,快速找出摄像机的相对位置关系。实验表明,其精度与传统的方法相当,且优于其他的快速标定方法,可广泛应用于各种户外场合。     

CCD摄像机面阵几何检校的自动化方法

利用CCD 摄像机实现目标点的高精度定位和量测是计算机机器视觉和实时摄影测量系统的基本手段。而CCD 摄像机获取的目标影像在传输的过程中受到几何精度的限制。所以,目标影像从CCD 传感器到存储器的高精度的辐射和几何传输是CCD 摄像机检校的基本问题。作者在一新研制的解析测图仪上,设计了一套CCD 摄像机自动检校的软件系统。本文对该软件系统进行了介绍,并通过检校试验,证明了其可靠性和实用性。     

附约束条件的立体相机标定方法

在计算机视觉和摄影测量领域,经常应用立体相机对场景进行高精度的三维重建,其中立体相机的内参数和相机间的固定相对关系的高精度标定是关键的环节。本文推导了立体相机系统的两个相机间之间固定相对关系的六个独立约束条件,并利用这些约束关系按照附有限制条件的间接平差模型进行自检校光束法整体平差解算,从而实现立体相机的标定。最后的模拟数据和实际数据试验说明固定相对关系约束条件的引入,能够有效增加平差系统的多余观测数,提高标定的精度和稳健性。此方法能够方便地推广到多个相机组成的多相机立体量测系统的标定中。