基于共面条件的CCD相机检校精度分析

论文摘要

CCD相机,又称数字相机,它是运用CCD光电成像技术发展起来的新一代相机。近年来,CCD相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量。摄影测量的成果精度能否满足工程要求,取决于相机的技术参数和数据处理的技术方法。因此相机技术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。对普通非量测型数码相机的检校,一种常用的方法是直接线性变换(DLT)模型法,其基本思想是在空间设置足够数量的控制点,事先测定每个控制点的空间坐标位置,用相机对控制点进行拍摄,将像点坐标和空间坐标代入构像方程,就可计算出该相机的内外方位元素。当考虑镜头畸变误差时,就要加上系统误差改正数。从而实现相机主距,像主点坐标以及因光学畸变等因素引起的系统误差改正数的检校改正。经过大量专家学者多年的研究分析,DLT直接线性变换相机检校法已经发展成熟,检校成果点位精度已达到0.35像素。但是该方法需要建立高精度控制场,给摄影测量的野外工作带来不便。基于该原因,本文提出了一种新的无需物方控制的相机自检校法,即基于共面条件的连续像对相对定向的方法,实现相机各参数值的检校。并与DLT方法的相机检校结果相比较,以检验各个检校参数的可靠性。实验结果表明,共面条件检校方法是可靠的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及选题依据
• 1.2 CCD 相机检校的必要性以及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究内容
• 1.5 本论文章节安排
• 2 CCD 相机结构原理
• 2.1 CCD 相机简介
• 2.2 CCD 相机组成结构和工作原理
• 2.3 CCD 相机的特点及其主要性能指标
• 3 CCD 相机检校内容、方法
• 3.1 CCD 相机检校内容
• 3.1.1 内方位元素
• 3.1.2 外方位元素
• 3.1.3 光学畸变
• 3.2 相机检校方法
• 4 基于共面条件的CCD 相机检校
• 4.1 像对相对定向的共面条件
• 4.2 共面条件下连续像对的相对定向原理
• 4.2.1 检校参数的确定
• 4.2.2 检校方程的推导
• 4.3 模型点坐标的计算
• 5 实验过程
• 5.1 实验流程
• 5.2 获取同名像点坐标
• 5.3 编制程序计算各检校参数
• 5.3.1 初值的选取
• 5.3.2 共面条件相机检校结果
• 6 检校结果的精度分析与评定
• 6.1 基于类同前方交会的精度分析与评定
• 6.2 利用DLT 模型进行检校结果的精度分析与评定
• 7 结论
• 7.1 结论和改进措施
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：同名像点坐标
• 附录2：DLT 方位元素的解算
• 附录3：攻读学位期间所发表的论文