工业相机摄影测量图像补偿方法研究

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1、２０１７年第５１卷Ｎｏ．５９９工业相机摄影测量图像补偿方法研究１１１，２１１燕必希，马宗瑞，孙鹏，董明利，王君１２北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室；北京邮电大学摘要：近景动态摄影测量中应用工业相机拍摄图像时，由于多种复杂因素会产生图像边缘灰度衰减的现象，影响目标点识别和像点中心提取精度。通过研究一种针对广角全画幅工业相机的图像灰度补偿方法，以余弦辐射体作为辐射模型，将图像质量劣化因素分为离轴辐射灰度衰减和未知因素灰度衰减并分别补偿。以扩展的误差函数对未知因素灰度衰减模型进行近似，并通过数值方法求解模型参

2、数，得到同图像灰度分布无关的补偿系数矩阵，该方法成功补偿了工业相机的灰度衰减。试验表明，在３．２ｍ×２．５ｍ平面测量环境中，采用ＡＶＴＧＥ４９００工业相机装配Ｎｉｋｏｎ３５毫米定焦镜头进行摄影测量，经补偿后目标点的空间坐标的标准误差、平均误差和最大误差均有近１个数量级的降低，基本满足了该算法对于摄影测量系统精度的改善要求。关键词：工业相机；摄影测量；灰度补偿中图分类号：ＴＧ８０６；ＴＨ７４１；ＴＰ３９１文献标志码：ＡＧｒａｙｓｃａｌｅＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙＩｍ

3、ａｇｅＹａｎＢｉｘｉ，ＭａＺｏｎｇｒｕｉ，ＳｕｎＰｅｎｇ，ＤｏｎｇＭｉｎｇｌｉ，ＷａｎｇＪｕｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｃｌｏｓｅｒａｎｇｅｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｍｅｔｈｏｄｂｙｕｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａ，ｍａｎｙｃｏｍｐｌｅｘｆａｃｔｏｒｓｗｉｌｌｅｘｅｒｔａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈａｔｉｍａｇｅｆｒｉｎｇｅｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔａｒｇｅｔｐｏｉｎｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏ

4、ｎｏｆｉｍａｇｅｐｏｉｎｔｃｅｎｔｅｒ．Ｇｒａｙｓｃａｌｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｉｄｅａｎｇｌｅｆｕｌｌｆｒａｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｂａｓｅｄｏｎｃｏｓｉｎｅｒａｄｉａｔｏｒ，ｓｐｌｉｔｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｉｎｔｏｏｆｆａｘｉｓｒａｄｉａｔｉｏｎｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ

5、ｂｙｕｎｋｎｏｗｎｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．ＵｓｉｎｇｅｘｔｅｎｄＧａｕｓｓｅｒｒｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｂｙｕｎｋｎｏｗｎｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｓｏｌｖｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｅｔｕｒｎｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍａｔｒｉｘｗｈｉｃｈｉｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｍａｇｅｇｒａｙｓｃａｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕ

6、ｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｓｏｌｖｅｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ’ｓａｃｃｕｒａｃｙｗｈｉｃｈｃａｒｒｉｅｄＡＶＴＧＥ４９００ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａｆｉｔｗｉｔｈＮｉｋｏｎ３５ｍｍｆｏｃｕｓｆｉｘｅｄｓｃｅｎｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｅｒｒｏｒ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒａｎｄｔｈｅｍａｘｅｒｒｏｒｏ

7、ｆｔｈｅｓｐａｃｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｏｆｏｂｊｅｃｔｉｖｅｐｏｉｎｔｓｈａｓｂｅｅｎｒｅｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｎｏｎｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅ，ａｎｄｉｔｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｉｃａｌｌｙａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｃｌｏｓｅｒａｎｇｅｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａ；ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ；ｇｒａｙｓｃａｌｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ目标点识

8、别。圆形回光反射标志点在像面上形成具!引言有二维高斯分布的椭圆形光斑，一方面，在现有条件随着制造业的蓬勃发展，传统三维测量技术由下，亮度中心提取精度达到１／５０像素的精度，另一于测量范围有限、测量局限为接触式等缺陷，不能满方面，灰度中心不随目标点法线与相机光轴之间的足现场测量甚至动态测量的要求。由此出现了计算夹角发生变化。基于此，单相机摄影测量系统普遍机视觉