无人机倾斜摄影测量近景影像绝对定向方法

复杂地形的距离与噪声的影响,会导致无人机倾斜摄影的定向精度较差,为此,设计一个无人机倾斜摄影测量近景影像绝对定向方法。建立一个比例相同的空间坐标系,规范方向矩阵,对近景影像进行灰度处理,在确定实际空间与平面模型间存在的属性关系后,获取复杂地形空间参数,以此优化定向过程,并建立投影模型,实现无人机倾斜摄影测量近景影像绝对定向。对不同距离下与不同噪声下的定向误差进行对比,实验结果表明,在不同距离与不同噪声下,无人机倾斜摄影测量近景影像绝对定向方法的定向误差均较小,满足实际应用需求。     

单位四元数和物方几何约束的绝对定向

针对传统绝对定向方法存在初值依赖从而导致解算精度不高的问题,该文提出了一种基于单位四元数和物方几何约束的绝对定向方法。该方法将模型点坐标视作观测值,用单位四元数表达两坐标系间的旋转矩阵,然后对三维空间相似变换公式进行严密线性化,对绝对定向参数附加距离、直线、平面等约束条件并按附有约束条件的间接平差模型进行迭代计算。模拟和真实数据试验表明:该方法运算速度快、鲁棒性强以及无初值依赖等优势。提出了一种基于单位四元数和物方几何约束的绝对定向方法,为摄影测量的绝对定向问题提供了一种新的思路。     

利用激光干涉测距三维网的加权秩亏自由网平差

激光跟踪仪在激光干涉测距模式下,其测距精度要远远高于测角精度,利用极坐标测量的空间点坐标精度主要受测角误差的影响,利用激光跟踪仪的高精度激光干涉测距值构成空间三维激光干涉测边网,消除测角误差对空间点位的影响,采用基于重心基准的加权秩亏网平差模型进行整网平差。定向点坐标近似值采用极坐标方法确定,测站中心坐标近似值采用距离后方交会解算,通过附加约束矩阵精密求解测站点和定向点的三维坐标值。实际计算结果表明,该模型在12m测量范围内将激光跟踪仪的点位精度由87μm(标称值)提高到了27μm。     

利用数字高程模型进行立体模型的三维绝对定向

本文描述了一种使用数字高程模型(DEMs)作为立体模型绝过定向唯一信息的方法。在观测方程中引入了DEMs的一阶离散导数(即坡度或斜率)。本实验所采用的数字高程模型来自三个不同的试验区,而这些DEMs,在以前国际摄影测量与遥感组织(ISPRS)所做的DEM相应试验中都曾采用过。用本文方法所得的绝对定向精度,可与传统的使用自然的或预置标志的控制点所作的绝对定向精度相媲美,甚至精度更高。本文所提的绝对定向方法,可应用于卫星摄影测量、航空摄影测量中的小比例尺地形测图以及质量控制等方面的实时近景摄影测量。     

无定向点优化布局的多边交会测量精度分析

多边交会系统利于提高激光跟踪仪坐标测量精度,但测量精度易受测站布局和系统参数标定精度的影响。引入球心拟合的无定向点系统参数标定法,避免传统系统参数标定精度受定向点分布的影响,根据无定向点系统参数标定模型推导出多边交会的最佳测站布局——直角正三棱锥,从而保证多边交会测量精度。仿真结果表明,在5 m范围内,球心拟合的无定向点系统参数标定中误差为0.006 4 mm,最佳测站布局下多边交会的点位中误差为0.005 mm。经标准尺长度测量验证和四面体标准器坐标测量验证,优化后多边交会的长度测量中误差为0.003 6 mm,坐标测量中误差为0.005 3 mm。在无定向点系统参数标定和直角三棱锥布局下,激光跟踪仪多边交会能够实现微米级三维坐标测量。     

三目立体工业摄影测量系统外部参数的快速标定

针对我国锻件在位检测装置和测量方法落后的问题以及立体工业摄影测量现场控制场建立难的问题,开发出三目立体工业摄影测量系统,并提出系统外部参数标定方法,将控制场坐标系建立在相机上。试验证明,利用三目立体工业摄影测量系统解算物方点坐标的精度为0.201mm,验证标定精度的可靠性,满足在高温锻件测量现场建立简单、有效的高精度立体工业摄影测量控制场的应用需求。     

一种基于智能手机成像的立体量测方法

在分析智能手机相机成像参数稳定性的基础上,介绍了一种手机成像的立体量测方法。根据大角度、大重叠度且无控制点的情况,使用相对定向的直接解法来确定手机像对的相对位置关系,通过空间前方交会解算出待定点的物方空间坐标,并利用光束法平差来优化立体量测结果;同时,利用室内检校场控制点的坐标真值,验证了手机的测量精度,表明了智能手机相机可以用于近景摄影测量工作。     

无人机摄影测量技术在江西永泰航电枢纽工程中的应用

以江西永泰航电枢纽工程为实例,介绍了无人机摄影测量技术的应用,重点分析了空三测量中的立体模型建立过程,主要包括内定向、相对定向、绝对定向和核线的生成。通过VirtuoZo3.7处理软件得到的结果表明空三立体模型的精度满足实际工程规范的要求。     

哈苏555ELD相机用于工业摄影测量的精度测试

利用平面测量点对哈苏555ELD相机用于工业摄影测量的测量精度进行测试试验,在2 m×3 m范围内其点位测量精度约为±0.13 mm,相对精度约为1/3万。分析影响其测量精度的因素,并提出通过提高成像质量及改进相机畸变模型的方法提高测量精度。     

基于有向线段的绝对定向方法及其应用

常规的绝对定向方法往往需布设足够多的物方控制点才能得到精确的7个绝对定向元素。当测量过程无需确定被摄物体在空间的绝对位置时,常规的绝对定向方法就会增加测量的工作量,降低工作效率。基于有向线段的绝对定向方法,无需布设控制点,只需通过铅垂线段和已知方位角的非铅垂线段即可确定像对所构建模型的空间相对方位。详细阐述了基于有向线段的绝对定向方法的原理,并对该方法在测绘工程中的应用进行了初步探讨。     

激光干涉测量三维点坐标的PDOP模型研究和应用

激光跟踪仪的激光干涉测距精度可以达到0.5μm/m,利用激光干涉精密距离测量值可以建立高精度的三维控制网,点位误差受到测站点和定向点的空间几何分布影响。建立三维位置几何精度衰减因子模型,可以计算空间点的三维坐标测量精度随着空间位置的变化,估算激光干涉三维测距网的先验精度信息,避免不利测量位置,提高空间点测量精度。本文基于激光干涉三维测距网PDOP值计算模型,仿真计算了PDOP值的空间分布等值线模型,分析了体积值与PDOP值和点位误差的关系,并对实际算例进行了解算。     

一种基于序列立体观测的非合作目标位姿监测方法

非合作目标的位姿监测,是空间目标态势感知的重要内容之一。本文提出了一种基于立体观测的非合作目标位姿变化监测方法,采用单目观测序列提取Harris角点,运用金字塔稀疏光流法对其进行运动跟踪,利用影像匹配和前方交会获取运动点三维坐标,最后将运动点坐标带入运动方程解算目标位姿变化。半实物仿真试验结果表明:相机距目标距离约为2.5 m时,位置变化检测精度优于2.5 mm,姿态变化检测精度优于0.5°。相比于基于先验信息和特征提取的传统方法,该方法基本满足对非合作目标监测、跟踪、绕飞时位姿测量需求,且在适应性和精度上均有提高。     

全站仪坐标测量精度评定方法探讨

全站仪坐标测量在航空航天、大型设备制造业、特种异形工程和计量检测等领域有广泛应用,其坐标测量误差是最受关注的精度指标。基于激光跟踪仪建立高精度三维检校场,以空间绝对坐标基准来检定全站仪坐标测量外符合精度。设计了碳纤维基准尺以引入长度基准,检定全站仪长度测量误差。通过建立强制对中墩和测定加常数等方法,严格控制全站仪自身系统误差。基于多站公共点定向原理,检定全站仪坐标测量内符合精度。将该方法应用于检定TDA5005、TS30和MS05A等工业全站仪坐标测量精度,取得了良好效果。     

一种航空摄影测量自动加密方法

提出了一种航空摄影测量自动加密方法。首先由相对定向建立立体模型,并自动提取模型连接点;然后通过循环搜索,自动连接测区内的全部模型,进而得到全部影像在统一坐标系下的外方位元素,这也是本方案的创新之处,以此为基础,利用光束法平差优化各相机的位姿参数;最后,由不少于3个地面控制点进行绝对定向,从而得到各相机的绝对位姿参数,由空间前方交会即可解算加密点的大地坐标。试验结果表明,当将定向点均匀分布于测区时,检查点的平面和高程误差满足我国现行航空摄影测量规范对航测生产的精度要求;若将定向点分布于测区一侧,检查点的精度也达到了一定水平,表明可以根据分布于一侧的少量控制点来测绘全测区地形。     

高精度数字摄影测量技术在50m大型天线中的应用

将基于专业数码相机的摄影测量系统应用于大型天线的检测,采用回光材料制作人工标志,利用编码标志完成摄站的自动定向和同名点匹配,经光束法平差解算点的坐标,点位的测量精度优于0.11 mm,面形的计算精度达到0.4 mm,并与全站仪的测量结果进行比较,进一步验证上述测量结果的正确性。     

全站仪建筑物立面图测量方法研究及工程实践

立面图是城市建筑物外观装修和景观改造设计与施工中的重要依据。其投影面是与立面平行的铅垂面,但常见成图软件的投影面是水平面,因此无法直接用于立面图测绘。本文从立面测量的原理出发,介绍了基于全站仪和CASS成图软件的立面测量方法,阐述了立面测量坐标转换的方法,并对此方法做出了精度分析。     

一种直线特征的近景影像绝对定向算法

针对近景影像存在遮挡、重复纹理,导致通视情况较差以及缺乏同名特征点的问题,该文在传统点摄影测量的基础上结合计算机视觉理论,提出了一种基于直线特征的近景影像绝对定向算法。对于近景影像直线特征易于识别且大量存在的优势,建立了空间直线关系,推导了直线特征约束的误差方程,实现了基于直线特征的绝对定向元素和影像位姿解算。通过虚拟和真实数据实验,验证了本文方法对近景影像绝对定向元素解算的可行性,降低了对控制点及同名点的要求,并通过点线联合平差进一步提高定向结果的精度和稳定性。     

基于相对定向-空间前方交会的数码相机检校模型研究

相对于普通摄影拍摄,摄影测量所用的数码相机必须精确测定相机内方位元素和相机畸变参数。但传统的基于空间后方交会的检校方法需要进行大量的外业量测工作,效率低下。本文提出一种基于"相对定向--空间后方交会"的数码相机检校方法可以有效的优化物方点三维坐标解算模型,实现控制点空间三维坐标的快速获取,减少大量外业量测工作,实现数码相机的快速校验。     

基于铅垂基线的工业测量理论与方法

提出了基于“铅垂基线”的工业测量的理论与方法。当工业目标所处环境十分狭小时，可采用基于“铅垂基线”的工业测量方法，以利用电子经纬仪一类测角装置测定待定点位的空间坐标。     

DEM约束的卫星影像定位法

作为"云控制"摄影测量理论和方法的发展,研究了DEM约束的立体卫星影像区域网平差方法。与DEM仅作为高程控制信息使用,或者是通过DEM表面匹配实现绝对定向的间接定位方法不同,DEM作为平高控制信息被直接引入至基于RFM模型的卫星影像区域网平差之中。本文方法将连接点地面高程与DEM格网内插高程之差作为虚拟观测值构建约束方程,不仅利用了DEM高程信息,并且利用了其地形曲面包含的平面信息,以"云控制"方式在区域网平差过程中有效消除卫星影像RPC参数中包含的整体偏移及区域网内部的扭曲变形,实现了无地面控制点条件下卫星影像平面及高程绝对定位精度的大幅提升。使用覆盖山东全境的330景天绘一号立体卫星影像进行试验,分别以AW3D30、ASTER GDEM和SRTM GL3共3种开源DEM作为控制信息,并使用100个外业实测控制点进行精度评测。试验表明,以DEM作为控制可显著提高区域网平差的平面与高程精度,卫星影像绝对定位精度与DEM自身精度有关。当使用AW3D30作为控制时,可以取得与使用100个外业控制点平差同等精度,平面中误差为5.0 m(约1像素),高程中误差为2.9 m。试验结果证明了DEM替代外业控制点作为平差控制信息的有效性与可行性。