多镜头组合式相机的全景SLAM

同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)是摄影测量、计算机视觉和机器人学的研究热点,并广泛应用于移动测图系统、机器人、无人驾驶车等。本文提出一种针对多镜头组合式全景相机的基于特征的SLAM解决方案。首先,本文建立了鱼眼相机的高精度检校模型,以保证鱼眼相机与全景相机之间的高精度坐标转换;然后,将多镜头组合式全景成像模型嵌入SLAM的初始化、局部地图生成、关键帧选取、图优化等各个流程中。此外,考虑全景相机变形大、基线长的不利因素,本文在特征匹配、平差、特征点跟踪等SLAM的各个步骤都进行了针对性改进。本文在两套车载全景数据集共8000余张全景影像上进行试验。结果表明,本文所提出的全景SLAM很好地实现了全景相机的自动定位与地图构建功能,并达到了接近GPS参考的极高定位精度而无须借助GPS/IMU组合导航系统。相对于主流的基于平面相机的各类SLAM系统,如Mono-SLAM、Stereo-SLAM以及RGB-DSLAM,本文提出的全景SLAM可作为良好的补充,并为GPS信号失锁时的传感器定位提供廉价的自动解决方案。     

非量测型相机检校及可靠性研究

随着大面阵CCD技术以及数码相机的出现、应用和发展,数码相机开始应用于摄影测量生产,但是数码相机镜头畸变差很大,内方位元素无法直接量取,属于非量测型相机,这就使得数码相机无法直接在摄影测量中使用。文章通过对数码相机的检校和精度分析,说明了数码相机通过检校具有较高精度,并通过具体实践,证明了经检校的数码相机用于摄影测量是可行的。     

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.     

论不同航天摄影测量传感器的摄影测量性能

介绍了光学框幅相机胶片摄影、光学相机CCD线阵摄影、微波雷达成像的摄影测量现状以及各自的摄影测量性能与特点。     

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。     

地面检校场的非量测型数码相机检校

由于相机检校作为非量测型数码相机应用于摄影测量前的必经步骤,其精度直接决定着后续测图的精度,因此针对传统的相机检校方法不能较真实地反映相机的物理状态、检校精度不高的问题,该文给出了基于地面检校场进行检校的流程,并以和静县数据为例,将该方法的检校精度与基于室内三维检校场以及基于纯平液晶显示器的检校精度进行了对比。实验表明:经该方法检校出来的相机参数精度更高,能够满足大比例尺测图要求。     

基于单位四元数的数码相机检校

相机检校是航测工作中的基本组成部分,尤其在使用普通数码相机进行测量工作时,检校工作更为重要。本文将单位四元数引入共线方程进行空间后方交会,用单位四元数替代欧拉角,避免了三角函数运算的复杂性,也避免了三角函数存在奇异性的问题,同时也使得相机检校功能得到了扩展,在地面坐标与像空间坐标存在大旋转角的情况下,亦能正确地解决出相机内方位和畸变参数。     

数字航摄仪与传统航摄仪测量方式的比较

以某实验区为例,详细分析传统航摄仪和数字航摄仪两种测量方式在生产效率及技术流程上的差异,得出了相关的结论。对两种航摄仪各自的优缺点进行比较,并针对实际工作需要提出建议。     

航空数码相机在城市三维重建中的应用研究

讨论了利用航空数码相机重构城市三维模型的方法和过程,对其引入的像对数量增加、交会角减小和相机畸变补偿等问题,提出了相应的解决办法,实现了对三维重建数据质量的有效控制.     

数字航摄相机实验室检定研究

主要阐述了航摄相机镜头校准的目的、意义,回顾了航摄相机校准的发展过程;分析了数字相机计量校准的发展状况和应用前景,论述实验室校准的方法和目的;提出了数字相机检定仪研制初步设想和需要解决的关键技术。     

基于数字影像的大比例尺测图

介绍了数码相机及其系统误差,并在此基础上对相机进行了检校;基于航空摄影测量作业流程进行了航拍试验,分析得出数码航空摄影测量完全能满足大比例尺测图的要求,最后总结了数码相机进行航拍成图的几点结论。     

Calibration of the Wild P32 Camera Using the Camera-On-Theodolite Method

The calibration of phototheodolites such as the Wild P32/T2 combination sometimes involves determining not only the camera interior orientation parameters but also the camera-to-theodolite parameters. The latter become particularly important when the theodolite set orientation parameters are to be used as observations, especially as known quantities for data reduction in subsequent photogrammetric applications. This paper presents experiments to determine these parameters for a Wild P32 camera using a new camera-on-theodolite method, with details of results achieved.     

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,井进行了相机检校实验。最后对检校结果进行了分析和讨论。     

“天绘一号”卫星在轨性能评估

“天绘一号”卫星是中国新一代传输型摄影测量卫星, 由航天东方红卫星有限公司基于CAST2000小卫星平台研制。01星于2010年8月发射成功, 02星于2012年5月发射成功。经过在轨测试, 两颗卫星性能指标均达到设计要求。本文介绍了“天绘一号”卫星在轨性能测试的结果, 为该卫星后续业务化应用提供宝贵数据。     

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。     

数码相机室内三维检校场的精密测量技术

针对山东科技大学数码相机室内三维检校场中标志点数量多、排列较规则的分布情况,本文采用Axyz/MTM工业测量系统实现无接触、高精度、高效率、实时控制的精密观测来取代传统的测量方式,通过测站、标准尺摆放位置的优化,获得最佳观测方案,以克服工业测量实践中复杂观测条件下容易导致测量成果不能达到预想精度的缺点,从而提高整体精度。     

The Role of a Digital Intelligent Camera in Automating Industrial Photogrammetry

In the past few years the automation of digital industrial photogrammetric systems has increased dramatically. Due to digital image processing software, coded targets and automatic matching methods, a huge number of photogrammetric measurement tasks can be fully automated. In many cases a "one button click" is enough to provide the three dimensional co-ordinates of measured points without any manual interaction, immediately after acquiring the images. The technology of intelligent cameras is a logical step towards automated photogrammetric measurements. An intelligent camera, which has an integrated computer, analyses the image immediately after it is taken. This technology provides not only a much shorter processing time for the images but also more control over the measurement process just when it is needed, during image acquisition. This takes place in the form of real time feedback.
This paper describes the role of a digital intelligent camera in the automation of an industrial photogrammetric measurement system and gives an overview of existing automation techniques in industrial photogrammetry. As an example of an intelligent camera, the performance of the new INCA digital intelligent camera, developed and manufactured by Geodetic Services, Inc. (GSI) and distributed by Leica, is described.