数字水准仪的通用编码和解码方法

深入研究数字水准仪的原理.在分析国外已有数字水准仪特点的基础上,提出一种新的编码和解码方法来确定水准仪视准轴的位置:CCD传感器获取至少一个码区的编码后,依据该码区内相邻条码标识符间的关系获得码区编号,即可以得到每个条码的粗测值;由CCD传感器每个像素代表的高度值及码区内每个条码至参考线的像素可以获得该条码的精测值,将粗测值和精测值组合成最后测量结果.     

一种二维编码标尺的数字水准仪系统原理设计与试验进展

数字水准仪是一种集光学、电子技术、编码技术、图像处理及计算机技术于一体的水准测量系统。它凭借快速度、高精度、易于操作等特点,已广泛应用于高精度水准测量、工业测量等多种领域。当前的各类数字水准仪产品是基于一维条码技术设计的编码标尺,水准仪的设计是围绕相应标尺编码方法的读数系统展开。经过十多年的开发,国外几大测绘仪器生产厂商已将条码标尺的编码方法实行专利保护;国内起步较晚,已难以找到合适的编码方法。文中提出了一种新的基于二维平面的编码设计方案。该方案将标尺面分为数字标注、二维码粗测和圆心精测3个区域;而水准仪部分采用面阵CCD采集标尺图像,运用快速数字图像处理算法进行读数定位。理论分析和实验样机测试表明,这种设计可以生产精度高、性能优异的数字水准仪。     

数字水准仪标尺编码原理研究

数字水准仪的标尺编码规则直接影响其测量精度.基于现有几种数字水准仪标尺编码的特点,归纳出标尺条码的编码衡量指标:信息密度、分辨率和纠错能力.以条码的最大编码容量与单个码区长度之比值衡量其承载的信息密度;利用光学系统的点扩散函数研究条码图像的分辨率,即相邻边缘的相互影响,得出码元相邻边缘的间距相等时,影响最小的结论;用相关系数或编码所用函数本身的性质表征条码的纠错能力.依据编码指标建立一套新的标尺编码规则:以格雷码为数值码,固定宽度的码元为参考码,两者交替组合.分析表明,该种编码不但信息密度大,分辨率高,而且纠错能力强.     

一种字符编码标志识别定位方法

针对在大尺寸结构动态摄影高精度、自动化测量中如何有效提高人工标志的识别效率和准确率等问题,该文提出一种新的字符编码标志设计及其识别定位方法。该标志由两部分组成,实心圆部分取背景色,字符部分取前景色且两者的灰度具有显著差异,是一种由字符确定码值的圆形编码标志。采用多级阈值进行特征分割,分别得到字符区域和圆形区域;生成编码字符样本,并采用BP神经网络训练,进而实现精确的分类识别解码;对背景圆区域内部进行填充修复和灰度平滑,采用灰度质心法可实现亚像素定位。该类型编码标志设计简单且提出的字符识别方法解码快速准确。     

一种条形二进制编码标尺的数字水准仪 系统设计与实验

目前,世界上极少数的公司垄断了数字水准仪的生产,他们的专利保护主要集中在电子读数原理和标尺编码结构上。本文在此背景下,提出了一种新的基于二进制编码的标尺编码方案。该方案将使用的刻度标尺横线进行二进制编码,水准仪部分采用面阵CCD采集标尺图像,利用快速数字图像处理算法进行水平中心定位读数。理论分析和实验表明,该设计具有可行性,在标尺不同位置和椒盐噪声点数小于60 K的时候有着100%的识别率。     

改进后圆心定位算法

圆心定位是摄影测量学中常用的关键技术,圆形人工标志的检测和定位算法有中值法、质心法等。由于中值法和质心法容易受到噪声影响,会对定位圆心带来干扰,在一些领域应用中受到限制。基于此,提出一种改进的自适应阈值质心法圆心定位算法,统计圆形标志的像素数,排除由噪声影响造成的非圆形目标的干扰,同时记下边缘点位置。利用计算出的圆心位置和统计的边缘位置得到圆形目标的大小。实验表明,该算法能够成功定位圆心和半径并排除噪声的干扰。     

基于特征不变量的近景摄影测量标志点的识别方法

针对近景摄影测量中编码标志点数目不能满足缺乏纹理较大区域、大尺寸及复杂物体测量需求的问题，提出了一种具有编码起始标记的条形码设计方案，对拍摄的近景像片，利用基于Zernike矩和支持向量机的识别算法，并采用Hamming距离来求取识别编号标记点所需要的Zernike特征向量的维数。实验证明，识别算法较好，可以应用于实际工程中。     

一种大角度亚像素的图像自动配准算法

提出一种基于ASIFT和Harris集成互补不变特征的大角度影像亚像素自动配准算法。算法由中间输入图像获取、像素级配准和亚像素级配准三个主要处理过程。在中间输入图像获取过程中,首先提取ASIFT特征控制点,利用提取的控制点估计图像间的投影变换模型,将输入图像中的重叠区域重采样为与参考图像尺度相同的中间输入图像;在像素级配准过程中,用NCC函数进行配准,用基于投影变换模型的全局一致粗差检测方法删除误配点对;在亚像素级配准过程中,先利用二元二次曲面拟合方法进行亚像素位移测量定位,再进行亚像素配准,错误匹配点对剔除,配准精度计算。实际的大角度图像试验结果表明了算法的有效性和实用性。     

顾及像素比例因子的DLT进行普通数字相机的标定

引入像素与长度单位之间的比例因子,详细推导以像素为单位的像平面坐标与空间坐标的DLT模型.对模型进一步进行改进,在模型中增加了畸变改正,最终得到了较为理想和实用的DLT模型.最后,通过对实际图像进行实验和与经纬仪测量系统的结果分析,验证算法的正确性.     

二维控制场中控制点像点坐标亚像素定位的问题研究

分析了控制点标志的选择与设计,采用了图像处理、Hough变换、角点与直线高精度定位算子等方法,实现了中南大学近景摄影测量二维控制场1 350个人工标志点的自动识别和亚像素定位,仿真图检测平均精度达到±0.05 pixel。