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光学传感器几何检定中控制场因素的研究
2014-01-21 10:24:59  作者:吴松野 吴云东  来源:集美大学学报  
  •   针对光学传感器几何检定中控制场布点方案的问题,提出在具有偶然误差的模拟数据的基础上,利用DLT(直接线性变换)方法进行控制场布点的方案.重点从控制点的分布、比高以及数量这三个方面入手,运用模拟数据进行实验研究.根据实验结果,给出了控制场布点方案的基本原则,为相机检定场的建设和相机检定模型的研究提供了参考。

  0 引言

  光学传感器的几何检定在摄影测量学、机器视觉以及计算机视觉等领域中具有非常重要的作用.对于无人机航空摄影测量而言,由于受体积和承载能力的限制,多数民用无人机只能携带非量测相机,因而相机检定精度决定着最终成果的精度.相机检定精度与控制点数量、点位分布、控制点比高密切相关.对相机检定场的研究,Challis_1 利用一个1.0 m×0.6 m×1.0 m的长方体框架作为控制场,并在此框架下,研究和分析了5种不同形状的控制场对检定结果的影响,由于该检定场控制范围小,所以只能用于近距离摄影时的相机参数检定,不符合航空摄影的需求.文献[2]用自标定方法的六点算法讨论了控制点分布的均匀性对相机内外方位元素检定精度的影响,但忽略了控制点数量和比高的情况.文献[3]用附加约束条件的DLT方法对控制点分布的容忍性进行研究,当控制点空间分布不好时也能够通过该方法解算出检定参数.文献[4]在基于改进的DLT 方法上,研究了室内控制场中控制点的数量和分布情况,但忽略了控制点比高的影响.根据以上情况,本文拟研究适合远距离摄影的室外控制场布点方案的要求,在模拟数据的基础上,重点研究控制点的分布、比高以及数量对检定参数精度和可靠性的影响。

  1 模拟数据的生成技术

  本文所用的模拟数据是在假定物方坐标、内方位元素、外方位元素已知的情况下,利用共线方程 一 ,求解得到图像坐标,从而建立物方坐标、内方位元素、外方位元素和图像坐标之间的严密关系。

  如图1所示,假设|s为摄影中心,在某一规定的物方空间坐标系0一XYZ中,s的坐标为(x ,y ,z ),A是任意的物方空间点,简称物点,其物方空间坐标是( ,y,z).a是A在影像上的像点,其相应的像空间坐标和像空间辅助坐标分别是( x,y,-f)和(/u,v,w)。

  理论上摄影时S、a、A三点位于同一条直线上,根据比例关系并考虑像主点坐标(‰ ,Yo),能够得到用于生成模拟数据的共线方程……

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