采用单像空间后方交会算法求解相机的外参数是摄影测量及机器视觉等领域的基本问题。在介绍前人研究成果的基础上,提出一种新的单像空间后方交会算法,即利用3个控制点建立临时坐标系,根据这些控制点在临时坐标系下的部分坐标分量为0的特点,将后方交会求解转换为三元二次方程组的求解,3个控制点的图像坐标数据可为非线性方程组的迭代求解提供初始值,使求解过程更加可靠。利用某商用工业摄影测量系统对实验空间中布设的控制场拍摄了120幅图像并计算其外参数,采用后方交会算法和角锥体算法分别对所取特征点计算外参数,结果表明:后方交会算法求解的参数正确,且迭代求解收敛性好,适用于任意旋转角的相机外参数求解。
机器视觉 摄影测量 后方交会算法 单像空间 外参数 共线条件方程 激光与光电子学进展
2020, 57(2): 021504
1 中国科学院电子学研究所 微波成像技术国家级重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院研究生院, 北京 100190
共线条件方程是近景摄影测量的核心。分析了基于共线条件方程的单像空间后方交会方法的两种数学模型的相互关系,并对两种模型法方程的病态性进行了分析比较。基于三个控制点的情况,对两种模型解算外方位元素的精度,以及控制点分布对模型的影响进行了仿真和分析,结果显示像方模型在解算精度和稳定性方面要优于物方模型。根据误差的协方差传递原理,提出了一种基于像方模型,依据测量精度要求对相机的分辨率和焦距等参数设计的方法。
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