基于混合纹理的近景摄影测量关键技术研究

论文摘要

基于混合纹理的近景摄影测量是现有的近景摄影测量系统在技术上的补充和应用上的延伸,可以解决在缺乏自然纹理信息或不宜布设人工标志情况下的测量问题。本文以此为出发点开展研究,主要内容包括:介绍了摄影测量系统的发展现状和国内外几种较为成熟的摄影测量系统,提出了基于自然纹理和投影纹理的近景摄影测量研究的背景和意义。提出一种新的、全面的角点分类方法,研究了现有的图像特征点提取的方法,针对其在实际应用中的不足之处提出了角点量自适应选择方法。分析了现有的特征点匹配方法,提出了匹配的景深约束条件,在三维空间对匹配进行约束。设计了一种用于被测物体细节建模的加密匹配方法。对三类投影纹理的识别方法做了研究,实现了投影纹理的设计和匹配。提出了用Harris算法提取格网纹理的方法,并用实验验证了其可行性。介绍了相对定向和绝对定向方法,设计了配合自然纹理和投影纹理进行绝对定向的定向装置。最后通过实例阐明了基于自然纹理和投影纹理的近景摄影测量的测量对象和应用范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 近景摄影测量
• 1.1.2 自然纹理
• 1.1.3 投影纹理
• 1.2 多种纹理近景摄影测量的研究意义
• 1.2.1 基于回光反射/发光标志的摄影测量系统
• 1.2.2 摄影全站仪
• 1.2.3 基于多种纹理的数字近景摄影测量
• 1.3 基于自然纹理和投影纹理的近景摄影测量研究现状
• 1.3.1 基于自然纹理的数字近景摄影测量研究现状
• 1.3.2 基于投影纹理的数字近景摄影测量研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 特征点提取
• 2.1 常用的角点提取算法
• 2.1.1 Moravec 算子
• 2.1.2 F?rstner 算子
• 2.1.3 SUSAN 角点提取算法
• 2.1.4 Harris 角点提取方法
• 2.1.5 多尺度Harris 角点提取方法
• 2.2 角点提取算法比较
• 2.3 角点精确定位方法
• 2.3.1 F?rstner 定位算法
• 2.3.2 曲面拟合法
• 2.3.3 实验
• 2.4 角点量阈值自适应选择方法
• 2.4.1 实验
• 2.5 小结
• 第三章 特征点匹配
• 3.1 基于区域相关系数的匹配方法
• 3.1.1 基于像素差平方和的匹配
• 3.1.2 基于互相关的匹配
• 3.1.3 基于归一化互相关法的匹配
• 3.2 基于核线核面约束条件的匹配
• 3.2.1 核线约束
• 3.2.2 核面约束
• 3.2.3 核线核面约束条件使用分析
• 3.3 基于视差梯度约束的匹配
• 3.3.1 视差梯度匹配原理
• 3.3.2 实验
• 3.4 基于景深约束条件的匹配
• 3.4.1 景深约束匹配原理
• 3.4.2 实验
• 3.5 加密匹配
• 3.5.1 构建二维三角网
• 3.5.2 三角网内部匹配
• 3.5.3 实验
• 3.6 小结
• 第四章 投影纹理识别与匹配
• 4.1 投影纹理提取方法
• 4.1.1 投影点提取方法与测试
• 4.1.2 投影线提取方法与测试
• 4.1.3 格网型投影纹理提取方法与测试
• 4.2 投影纹理识别与匹配
• 4.2.1 点状投影纹理识别与匹配方法
• 4.3 小结
• 第五章 像片定向
• 5.1 绝对定向
• 5.1.1 绝对定向原理
• 5.1.2 定向装置设计
• 5.2 相对定向
• 5.2.1 相对定向直接解法
• 5.2.2 传统的基于欧拉角的定向
• 5.2.3 基于P-H 算法的相对定向
• 5.3 几种相对定向方法比较
• 5.4 小结
• 第六章 应用初探
• 6.1 在铁轨轨距检测中的应用
• 6.2 在星球车视觉导航中的应用
• 6.3 小结
• 第七章 工作总结与展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 有待研究的工作
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢