非量测数码相机的畸变差检测研究

本文主要研究利用数字畸变模型和附加参数的光束法平差对非量测数码相机进行内方位元素和畸变差的测定。分别运用两种检校方法对UAVRS Ⅱ无人机遥感系统机载非量测数码相机进行检校实验,并采用统一比例尺的方法进行精度比较。实验结果表明两种方法检校精度接近,证明了该面阵数码相机的畸变基本符合系统畸变规律,只存在极少量的随机畸变,也进一步证明了利用数字畸变模型纠正数码相机畸变差的可行性。     

基于WRF模式和自适应偏最小二乘回归法的风能预报试验研究

利用中尺度WRF(Weather Research and Forecast Model)模式预报了2009年1,4,7和10月甘肃某风电场区域的风速和风向,并与离风电场最近的两座测风塔对应时段50m和70m高度实测资料进行了对比,客观地评估了该模式对风场预报的准确率。在相对准确的风场预报基础上,利用2008年1月-2009年4月风电场200台风机的实际功率记录数据和同期气象要素场预报资料,采用自适应偏最小二乘回归法和单机预报法建立了每台风机未来48h逐15min输出功率记录数据与同时刻轮毂高度预报的风速、风向、气温、湿度及气压之间的非线性统计预报模型。为了对该模型的稳定性和准确性进行长期的客观评估,独立进行了2008年1-12月的预报试验,分别建立了12组独立的非线性统计预报模型。试验结果表明:(1)WRF模式预报的各月风向分布、风频大小与实测风向有较好的一致性;盛行风向基本一致,风频大小相当,风向分布特征也较为一致。(2)WRF模式预报的50m和70m高度逐时平均风速与实测值的相关系数介于0.6～0.8之间,均方根误差介于1.5～2.6m.s-1之间。(3)2008年1-12月逐15min风电场风电功率预报值与风机输出功率记录值的相关性较显著,可较好地预报出各月风电功率的时间变化趋势。两者相关系数介于0.58～0.90之间,均达到了99.9%置信度。(4)各月逐15min风电功率预报值与风机输出功率记录值的误差较小,相对于总额定装机容量而言,均方根误差介于2.76%～12.89%之间。     

共面约束的机载LiDAR IMU安置角误差自动检校方法

针对机载LiDAR数据处理中IMU安置角误差检校问题,该文提出一种基于共面约束的自动检校方法。从激光点云中自动提取尖顶房屋顶平面,并建立连接平面关系,基于激光脚点坐标计算公式和共面约束条件,通过平差解算得到IMU安置角误差参数。以Riegl Q780获取的数据进行实验,该方法检校结果与RiProcess软件提供的检校参数非常接近。经过误差改正后,相邻航线获取的点云可以很好地重合在一起。相对于人工选择特征地物进行IMU安置角误差检校,该方法可以大大提高检校的效率和可靠性。     

一种新型的数码相机室内检校场的建立方法

为了实现普通数码相机应用于摄影测量任务前的检验,提出了一种简易室内数码相机检校场的建立方法和流程。首先进行检校场地的建立,包括场地的选择、标志点的制作及其坐标的量测,然后对检校场的可靠性进行了验证。结果表明所建立的简易室内数码相机检校场能够满足普通数码相机应用于近景摄影测量的检校要求。并且,检校场建立简易,费用较传统数码相机检校场大大降低,是对传统大型室内数码相机检校场的改进。     

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。     

基于DLT的数码相机检校方法

近年来,普通数码相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量,影响其成果精度的重要因素之一是相机的内参数,因此相机参数的检校是保证成果质量能否满足精度要求的关键问题之一。提出了数码相机的检校理论和方法,利用直接线性变换模型法进行实验,采用反复迭代的方法,获得相机像主点坐标、主距以及畸变系数。通过实验验证了该方法的精度和可靠性,获得了较好的检校精度。     

基于POS数据的核线影像生成方法

提出一种对已知外方位元素的立体影像实施灰度重采样生成核线影像对的方法,推导了核线影像与原始影像之间的严密几何关系,并利用一组摄于某山区的1∶3 000比例尺实际航空影像验证了所建立几何关系的正确性和方法的可行性.试验表明,利用光束法区域网平差和经检校后的POS影像外方位元素生成的核线影像对与基于常规相对定向方法所生成的核线影像对具有相同的质量,同名点的上下视差在1像元以内,完全可以满足摄影测量立体观测的要求;而采用未经检校的POS影像外方位元素所生成的同名核线影像对带有约70像元的上下视差,无法用于立体观测.     

基于三维DLT方法的非量测数码相机检校

低空无人机遥感系统应用日益广泛,其一般搭载传感器为非量测型数码相机,为了保证测量精度必须进行相机检校,以确定其内方位元素和畸变差系数。采用室外三维控制场的DLT(直接线性变换)方法,编制了基于三维DLT方法的非量测型相机的检校软件,该软件具备相机检校参数解算和物方空间坐标解算功能。对于室外三维控制场的测量数据和一海岛的无人机航摄数据,分别使用和不使用相机检校参数进行处理,试验结果显示使用检校参数可以获得更好地测量精度,表明了室外三维检校场方案和编制的相机检校软件是正确可行的,可实现非量测数码相机的检校。     

嫦娥五号探测器月面采样封装任务的定位精度

嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。为了确保采样封装任务的定位精度,需要对采样封装任务进行高精度的整体几何检校。本文提出了附有立体约束和机械臂运动约束条件的联合平差检校模型。经过内场试验验证本文提出的检校方法具有较高的精度。在模拟采样试验中能够获得5.118 mm的平均定位误差,在月面采样任务中能够获得4.745 mm的平均定位误差。有效保障了嫦娥五号探测器精准地完成月面自动采样封装任务。     

罗德里格矩阵对自检校误差模型精度影响的研究

基于布尔莎空间坐标转换的自检校误差模型,旋转参数的线性化要顾及角度的象限问题,计算过程繁琐且计算量大,而罗德里格矩阵的应用能有效地提高自检校误差模型的效率和精度.本文对新自检校误差模型进行了详细推导,并提出了新模型有效性评定的方法.通过0.5″级全站仪和三维激光扫描仪同步采集数据,分别利用两种模型进行数据处理和对比,确定新自检校误差模型的实用性,验证了基于罗德里格矩阵的自检校误差模型的可行性.