王宁数码相机量测化方法

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1、编号：09009410628南阳师范学院2013届毕业生毕业论文(设计)题目：数码相机量测化方法完成人：王宁班级：2009级06班学制：四年专业：测绘工程指导教师：苏博完成日期：2013年4月12日1目录摘要(1)1绪论(2)1.1论文背景(2)1.2检校原理(3)1.2.1相机检校的原理(3)1.2.2相机检校的内容(3)2三种检校方法的基本原理(4)2.1室内控制场数码相机检校(4)2.1.1室内三维控制场建立(4)2.1.2相机检校算法(4)2.1.3相机检校数学模型(4)2.1.4相机检校

2、的畸变模型(5)2.1.5相机检校平差模型(5)2.2基于平面灭点的相机检校(6)2.2.1单应性(6)2.2.2灭点属性(7)2.2.3相机检校(9)2.3MSC检校方法原理(10)2.3.1相机畸变系数解算原理(10)2.3.2主点位置检校原理(13)2.3.3相机主距检校原理(13)3实验(16)3.1室内控制场数码相机检校(16)3.2基于平面灭点的相机检校(16)3.2.1用人造数据进行电脑模拟(16)3.2.2真实图像试验(17)3.3MSC检校设计与实现(19)3.3.1工作方案设计

3、与结论(19)4总结与展望(21)4.1总结(21)4.2展望(22)4.3结束语(23)参考文献(23)Abstract…………………………………………………………………………..(24)数码相机量测化方法作者：王宁指导教师：苏博摘要：相机检校是计算机视觉研究中一个重要的方面。在三维计算机视觉的背景下，相机检校是计算相机的光学参数和三维定位与定向的过程。总之，“是哪种相机和相机在哪?”是相机检校应该回答的问题。不同的应用背景需要不同的检校方法，这些方法达到不同的研究成果，普通的数码相机的主距f和

4、像主点在像片中心坐标系里的坐标(x0，y0)都是未知的.根据影像无法直接量测以像主点为原点的坐标，必须进行内定向。同时非量测相机的镜头畸变差较大，由于镜头的光学畸变，使得所量测的像点坐标产生误差，它造成像点、投影中心和相应的物方点之间的共线关系受到破坏，其结果势必影响物方坐标的解算精度，必须对其进行校正。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。本文主要对常用的几种检校方法进行归纳，通过对实验数据的对比分析，找出优缺点，得出结论，为以后相机检校方法进一步的探讨提供一定的帮助。

5、1.根据实际检校分析，主要是由于室内检校场空间有限，落在像幅内的控制点数量有限，另外由于拍摄距离太近，直接影响到像平面点的量测精度，所以检校结果精度有限。由此得出，室内三维控制场的检校精度无法满足常规比例尺航摄精度要求。2.本文提出的基于相机效验而选定的平面灭点的方法是一个简单而且高精度的方法。它利用了平面模型和灭点所有的几何学有利条件，而且给出了对焦距的封闭解决方法。这方法很容易理解和应用。计算机模拟和真实试验都是用来测试本文提出的方法，而且还获得了较好的试验数据。3.二维分步检校方法(MSC方

6、法)是一种完全平面的控制方法。在平面控制场中附加直线约束，分多个步骤分别解算畸变参数、主点平面位置以及主距，有效地避免了元素间的相关性。其应用精度低于光束法自检校及PTR方法，但是平面控制场建立简单，检校方便，在实际应用当中更加灵活方便。关键字：数码相机；检校方法；室内控制场数码相机检校；基于平面灭点的相机检校；二维分步检校方法第25页，（共25页）1绪论1.1论文背景快速获取物体表面三维坐标在国民经济建设中有着广泛的应用范围，比如对工业生产中的工件进行三维坐标精密的测量、建筑学的模型测量、考古学

7、的古物测量等。目前，国内外与三维坐标相关的测量方法主要有三坐标测量机法、电子经纬仪法和激光三维扫描仪。坐标测量机法具有精度高、通用性好和效率高特点，但其价格昂贵且测量范围受到工作台尺寸的限制；电子经纬仪因其存在测量盲区和需要优化测量布局而限制了其广泛应用；三维扫描仪较高的设备成本也影响了三维测量技术的广泛应用。目前随着数码技术的迅速发展，在许多场合人们已逐渐采用非量测数码相机作为主要的图像采集设备。基于此本文采用非量测数码相机来获取立体像对，根据近景摄影测量学的相关理论和方法，先根据一定数目的控制

8、点计算出相关参数，然后根据所给的方法可实现了对小范围区域内三维坐标准确、快速的测量。但普通数码相机的构像畸变差大，需通过检校内方位元素及光学畸变，并借由这些参数恢复摄影中心与像片之间的相对几何关系和摄影时的光束形状。目前常用的数码相机检校方法主要有三维控制光线束检校方法和二维控制直接线性变换检校方法。三维控制光线束方法基于共线条件方程，要求布设较多的控制点，但检校参数与影像方位元素的相关性会引起参数解算结果不稳定。二维直接线性变换方法宜采用不同角度拍摄的方法来减弱DLT参数间的相关