基于多像灭点的非量测型相机检校方法的研究

论文摘要

随着科技的发展,非量测数码相机以其低廉的价格、灵巧、便携等特点在实际中得到了广泛的应用,但它没有准确地测定内方位元素的设施或提供这方面的数据,透镜组的排列没有进行严格的校正,往往有畸变差等光学缺陷存在,不能直接进行像位的解析计算,因此在进行摄影测量时为了保证摄影设备能提供较高的量测精度,需要对设备各个参数指标进行精确的检校。相机参数是影响摄影测量成果精度的重要因素之一,相机参数检校质量的高低直接关系着能否满足测量精度的要求。对普通数码相机的检校方法有很多种,一般在进行检校时需要在所摄物体四周具备有足够数量的控制点,但在缺乏控制点的情况下,或者在特高测绘精度的要求下,则需要根据实际情况选择检校方法,以满足具体测量的任务要求。本文主要是依据灭点的几大属性,找出灭点与内外方位元素之间的几何关系,根据灭点与观测直线之间的关系进行模型推导,通过灭点直接建立待检校参数与直线信息之间的关系模型,然后通过实验获取数据,编制程序对模型进行平差解算,确定内方位元素、光学畸变等参数,实现对数码相机的检校。本论文提出的方法不需要做高精度的控制场,造价低,可以避免直接接触危险的量测环境。通过像点坐标量算,实现参数检校的全新方法!并根据已有的理论,结合实际的需要,借鉴、对比一般相机检校方法,以成熟、广泛使用的检校方法为参照,进行相机检校结果的精度分析与评定。实验结果表明,基于灭点的相机检校方法是可行和可靠的!

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及研究的意义
• 1.1.1 研究的背景
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 本课题国内外的研究动态及发展趋势
• 1.2.1 传统相机检校方法
• 1.2.2 相机自检校方法
• 1.2.3 基于灭点的检校方法
• 1.3 课题研究的内容
• 1.4 本课题采取的技术路线
• 1.5 本论文章节的安排
• 2 相机检校的理论基础
• 2.1 摄影原理
• 2.1.1 相机物镜
• 2.1.2 物镜的成像公式
• 2.2 摄影测量常用的坐标系
• 2.3 近景摄影测量的共线条件方程式
• 3 非量测数码相机的检校原理
• 3.1 数码相机的组成结构和工作原理
• 3.1.1 非量测数码相机的特点
• 3.2 数码相机检校的内容、方法
• 3.2.1 像片的内方位元素
• 3.2.2 像片外方位元素
• 3.2.3 数码相机畸变差
• 3.2.4 近景摄影数码相机检校方法分类
• 4 基于灭点的非量测数码相机检校
• 4.1 灭点的属性
• 4.2 灭点的确定
• 4.3 灭点检校原理
• 4.4 多像灭点检校模型
• 4.5 畸变差的检校
• 5 实验及结果分析
• 5.1 实验设备
• 5.2 实验流程
• 5.3 像点坐标的获取
• 5.4 直线拟合求灭点
• 5.5 基于灭点的相机检校结果
• 6 检校结果的精度分析与评定
• 6.1 基于平面格网的精度分析与评定
• 6.2 基于DLT 模型对检校结果的精度分析和评定
• 7 结论
• 7.1 本论文研究结论
• 7.2 不足和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录