无人机非量测相机检校方法研究

无人机搭载的非量测相机光学系统不稳定、畸变差大、内方位元素未知,难以满足大比例尺测图精度要求。本文通过建立高精度室内相机检校场,基于直接线性变换公式编写了非量测相机检校程序,根据解算得到的畸变参数对相机进行了改正,使之适用于大比例尺航空摄影测量成图,并通过实际项目验证了该方法的有效性。     

High Resolution Still Video Camera for Industrial Photogrammetry

Still video cameras are easy to handle, portable, digital image acquisition devices for close range photogrammetry. They allow fast object recording without being connected to a computer. As an example of the new camera type, the high resolution Kodak DCS200 is presented in this paper, combined with the DPA digital photogrammetric station used for image measurement and object reconstruction. The performance of this three dimensional measurement system is illustrated by calibration results as well as applications to high precision dimensional inspection in industry.     

无人机双拼相机低空航测系统

介绍一种新近研制成功的无人机载双拼组合相机低空航测系统,包括其组成结构、双拼组合宽角数码相机原理、数据处理软件以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程;最后给出示范工程的结果。理论与实践证明,对于同一架飞机、同一地点、同一航高而言,装备双拼相机比装备普通单相机,飞行效率可提高一倍。     

基于普通数码相机的旋转全景摄影测量方法

普通数码相机固定在高精度旋转平台上可集成为旋转全景相机,水平旋转多位置拍摄,可获取全景影像。给出了旋转全景相机的成像几何关系模型,实现了旋转全景相机的标定,利用稀疏分布的少量控制点（最少3个）,即可解算出平台旋转中心坐标与起始方位角,及每张像片的外方位元素,再利用多站旋转拍摄的影像进行前方交会就可获得物方点坐标。实验结果表明,本文提出的方法在实际摄影测量中可少受视野和控制点数量的限制,通过较少的控制点即可解算出物方点坐标,且测量精度较好。该方法是在困难场景进行近景摄影测量的一种新的有效手段。     

卫星摄影测量LMCCD相机的建议

建议在平行排列的三线阵CCD相机的正视阵列上下端两侧各附加一个128×128像元小面阵CCD,构成线阵、面阵混合配置的相机.卫星推扫摄影时,每经历(ftanα/10)/pixel时间(取样周期),附带记录小面阵影像.采用"等效框幅"(equivalence frame Dhoto并简写为EFP)[1]光束法平差,应用三线阵CCD影像及小面阵影像,实现了单航线四控点(航线首末端四角隅各一个控制点)空中三角测量,取得与相同参数的框幅像片平差相当的结果.而且平差精度受卫星飞行姿态变化率影响甚微.采用与MOMS-02/D2相类似的参数进行数值模拟计算,给出了B≥2航线空中三角测量精度统计,说明了LMCCD相机影像空中三角测量的效能.以上f=正视相机主距,α=前视光线、后视光线与正视光线的夹角,B=正视影像投影中心与前、后视影像投影中心距离.     

非量测CCD数码相机的航空摄影测量应用

研究非量测CCD数码相机应用于航空摄影测量的技术方法.采用基于自检校光束法平差严格标定非量测CCD数码相机;提出基于相对定向、三视张量、自由光束法平差、区域网光束法平差的空中三角测量流程.实验表明,严格标定的数码相机,可以应用于大比例尺航空摄影测量.     

恒星相机姿态计算及其在摄影测量中的应用

简要介绍基于恒星相机的卫星像片姿态计算过程,蘑点给出恒星相机姿态计算的最小二乘算法,实际处理若干恒星影像数据,恒星相机姿态计算中误差平均为:mα,mδ≤±0.8",mk≤±5".最后对卫星像片姿态数据用于卫星像片空中三角测量加密进行计算分析,相对于无姿态控制测量,精度得到显著提高.     

宽角相机低空航测的精度分析

首先从理论上对低空航测精度与相机像场角的关系进行了定量分析,得出低空航测应尽可能使用宽角相机的结论;接着指明了单镜头相机扩大像场角的局限和现有市场上的组合宽角相机因重量过大而不适用于低空轻荷载无人机的不足,阐述了作者研制的具有自检校自稳定功能的组合宽角低空轻小型相机的特点,尤其是实现组合成像静态误差和动态误差自检校的技术原理;针对大比例尺测图的实践,提出通过宽角相机大重叠航空摄影提高低空航测精度的技术建议;最后用典型工程生产数据验证了上述理论分析的正确性。     

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。     

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.     

LMCCD相机影像摄影测量首次实践

LMCCD相机作为天绘一号卫星的有效载荷,是保证其实现无地面控制点摄影测量精度的关键。本文分别利用LMCCD影像和三线阵CCD影像对天绘一号卫星的相机参数进行了在轨标定计算,并利用各组在轨标定结果对定位精度（重点对高程误差）进行了统计分析。试验结果表明：与单纯的三线阵CCD影像的相比,LMCCD影像在相机参数在轨标定中能有效抵御因卫星姿态变化率导致的光束法平差航线系统变形问题,在天绘一号现有姿态变化率水平条件下,利用LMCCD影像进行相机参数在轨标定可保证天绘一号01星实现无地面控制点摄影测量精度要求。     

建筑摄影测量中相机检校方法的改进和比较

对建筑摄影测量中的直接线性变换、经典两步法及自检校光束法平差等常用相机检校方法进行了改进,建立了更为全面的像差修正模型。通过实例解算,对比了各检校方法的合理性和精确性,证明了改进两步法比经典两步法更加合理,而改进自检校光束法平差的检校结果精度最高。     

论摄影测量与工程测量的结合--摄影全站仪+数码摄影机

主要讨论了摄影测量与工程测量集成的具体实现———摄影全站仪,系统阐述了摄影全站仪的几种工作方式、偏置量的检校、摄影全站仪的共线方程等,并提出控制片的概念,大大扩充了数字摄影测量的理论。摄影全站仪充分利用了摄影测量与工程测量的优势,无需在测量现场布设控制点标志,从而实现真正的无接触摄影测量。     

基于普通数码相机的近景摄影测量方法与精度的试验研究

普通数码相机由于体积小、重量轻、价格低廉、像素几何位置精度高、影像可直接输入计算机进行处理等优点备受人们青睐。随着数字摄影测量技术的发展,数码相机分辨率的不断提高,人们开始考虑能否将普通数码相机应用于工程实践。本文以普通数码相机作为影像信息的获取手段,就控制点的数量、分布、精度、影像获取及其量测方法、数据处理解算方法、解算精度等问题进行了研究。     

搭载五镜头相机消费级无人机倾斜摄影测量技术

利用消费级无人机大疆精灵四搭载KG2000Pro五镜头倾斜相机,对倾斜摄影空中三角测量精度和控制点布设方案进行了对比研究.结果表明:在相同测区、相同控制点数量以及相同控制点布设方案下,倾斜影像的中误差>下视影像的中误差>多视影像的中误差,控制点越多,测量精度越好,但外业测绘工作量也越大,当控制点达到15个后,测量精度基...     

浅谈ADS系列数字航摄仪的特点及其在航空摄影测量中的应用

介绍了ADS系列数字航摄仪的原理及特点在地形图航摄前的准备工作和应用ADS系列航摄仪进行航空摄影测量的过程ADS颠覆了传统航摄仪框幅的特点,省去了冲洗、扫描及打号等工序。ADS的应用意味着摄影测量领域从工序、技术、流程、软件、装备、方法、规范的重大变革。     

多视几何理论辅助的无人机低空摄影测量空三加密

为降低无人机飞行姿态较差对后续空三数据处理的影响,将计算机视觉多视几何理论引入传统摄影测量,将其三维数据处理结果作为摄影测量空三加密的初始数据,以提高空三加密的精度和可靠性。不同地面分辨率和不同地形特征的多个测区试验证明了所提方法的正确性,为实际应用提供了理论和实践参考。     

组合宽角低空航测相机关键技术研究

近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。     

高分辨率大面阵相机航天测绘应用立体探测模式分析

针对大面阵相机成像特点,分析提出了在高分辨率对地观测条件下航天测绘应用的两种立体探测模式,即高分辨率交向立体摄影测量模式和小基线立体摄影测量模式.分别对两种模式的基本原理进行了阐述,分析了各自存在的优势和不足,以及主要的应用方向.通过理论和仿真分析对两种应用模式进行了原理验证.最后对大面阵相机航天立体测绘两种模式的应用...