鱼眼相机矢量观测检校模型及其应用

提出了一种基于矢量观测的鱼眼相机检校新模型。该模型中的基本观测量不仅包括半视场角,而且包括方位角。在模型中引入罗德里格矩阵,采用3个罗德里格参数表示外方位元素,简化了观测方程的形式及运算。采用实测的星图数据对新模型与基于半视场角约束的检校模型进行比较,结果表明新模型在约束方位角误差方面具有明显的优势,在约束半视场角误差方面略有不足。建议在实际应用中首先采用基于半视场角约束的检校模型确定径向畸变参数,然后再采用新模型求解其他相机参数。     

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。     

数字相机在类似棋盘检校场中的检校方法研究

针对众多非量测单相机的检校方法,通过分析数码相机的误差来源,并考虑相机的内、外方位元素和物镜光学畸变等因素引起的误差,提出一种基于类似棋盘检校场的数字相机检校方法。利用共线方程和二维DLT之间的关系导出了由二维DLT的9个参数表达的主纵线方程,构建同形矩阵,通过不同摄站拍摄目标的多幅影像,求得内、外方位元素的初始值,并由多张影像的空间后方交会求出相机需要检校参数,再由假设检验来检验相机系统参数的显著性。经实例分析表明,利用改进后的方法求解参数的精度满足实际需求,且效率更高。     

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。     

基于二维DLT的非量测相机检较

非量测数码相机由于价格低廉、使用方便等原因成为近景摄影测量获取影像的主要设备之一。但非量测相机的内方位元素和畸变系数未知,不能直接利用共线方程进行解析计算,因而必须对相机进行检校。而相机参数检校成果质量的高低直接关系着能否满足测量精度的要求。本文提出了基于二维直接线性变换(DLT)的相机标定算法,利用平面控制点解算出像点坐标和相应物点物方空间坐标之间的线性关系,再结合内方位元素及畸变参数的解算进行迭代,以得到满足一定精度要求的相机参数(x0,y0,f,k1,k2,p1,p2),并用MATLAB加以实现。     

非量测型数码相机检校及量测精度分析

结合能够准确刻画相机物理特性的系统误差模型——Australis像差模型,对共线方程进行了改化。基于摄影测量光束法区域网平差理论,设计了相机检校的技术流程,利用自行开发的检校软件对普通数码相机进行了相机自检校处理及精度分析。试验结果表明,利用文中的相机检校处理流程和方法,可对常规普通数码相机进行可靠的、高精度的标定,以满足近景、低空摄影测量的精度要求。     

一种改进的恒星相机在轨检校方法

目前利用星对角距进行恒星相机在轨检校时,一般有两种方法,一种是不考虑镜头畸变,只检校相机内方位元素;另一种考虑畸变的影响,先检校相机内方位元素,再用多项式来拟合畸变。本文在利用镜头畸变规律的基础上,将畸变与相机内方位元素一并检校。实验表明,该方法比其他两种方法能更有效的提高相机检校精度。     

病态乘性误差模型的加权最小二乘正则化迭代解法及精度评定

针对乘性误差模型的病态问题,引入Tikhonov正则化方法,导出了病态乘性误差模型的加权最小二乘正则化解.顾及加权最小二乘正则化法在求解病态乘性误差模型时,参数估值与观测值之间存在复杂的非线性关系,本文利用一种无需求导、通过加权的方式便能够计算非线性函数的均值和均方误差阵的比例对称采样的无迹变换(scaled unscented transformation,SUT)法,对病态乘性误差模型进行精度评定.模拟算例和真实算例结果表明,本文提出的加权最小二乘正则化迭代解法可以有效减弱模型的病态性,基于SUT法的精度评定方法能够得到比已有方法更为合理的精度信息,具有较强的适用性.     

月面巡视探测器导航和全景相机标定方法研究

提出一种基于自检校光束法平差模型的月面巡视探测器导航相机和全景相机的高精度标定算法。详细推导了利用二维直接线性变换模型求解相机参数和像片外方位元素初始值的方法;推导了利用自检校光束法平差模型求解相机参数和像片外方位元素精确值的方法。最后,利用一对工业镜头模拟月面巡视探测器导航相机和全景相机并获取一组实际数据对算法进行试验,验证了算法的精度和可行性。     

平面约束单目序列影像解析方法

针对目前单目监控相机参数与方位元素未知、影像解析方法适用性不强等问题,该文提出一种基于平面约束的单目像机序列影像解析方法。首先以移动三维检校场为基础建立物方坐标系,并用其检校单目监控像机;然后结合视场中的平面元素对直接线性变换(DLT)反变换方程进行约束,利用平面约束DLT反变换方程求解目标物方点位坐标;最后根据监控像机的像机参数和方位元素不变的特点,进而解析序列影像,为单目影像解析提供了新思路。该文最后以一起实际交通事故的监控影像解析为例,验证了该方法的可靠性和实用性。