UV镜对摄影测量精度的影响及消除方法研究

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1、2010年10月宇航计测技术oct．，2010第30卷第5期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．30，No．5文章编号：1000—7202(2010)05—0069—04中图分类号：TB96文献标识码：AUV镜对摄影测量精度的影响及消除方法研究陈铮1’2黄桂平1于英1范亚兵1(1．信息工程大学测绘学院，郑州450052；2．66444部队，北京100042)摘要针对摄影测量中加入UV镜后对测量结果的影响问题进行了研究。通过理论推导uV镜对于像点坐标偏移的影响，

2、得出uV镜对像点偏移的影响规律，并提出采用自检校光束法平差的方法消除uV镜对像点偏移的影响，实验证明本文得出的对uV镜产生的像点偏移规律的分析及解决方法都是正确的。关键词uV镜自检校光束法平差径向畸变偏心畸变InvestigationofInfluenceandEliminatingMethodbyUVFilterinthePhotogrammetryCHENZhen91”HUANGGui—pin91YUYin91FANYa—bin91(1．InstituteofSurveyingandMapping，Zhengzh

3、OU450052；2．66444Troop，Beijing100042)AbstractThepaperresearchedtheinfluencewhichwascausedbyUVfilterinthephotograrnme—try．ThroughdeducingtheinfluencebyUVfilter，concludedtheprincipleofcoordinatesexcursionundertheinfluenceofUVfilter，andputforwardtheself-calibration

4、bundleadjustmentwhichcouldeliminatetheinfluencebyUVfilter．Someexperimentshavevalidatedtheanalysisandthesolutionarecorrect．KeywordsUVfilterSelf-calibrationbundleadjustmentRadiallensdistortionDecentringdistortion1引言随着人类对相片质量追求的不断提高，uV镜在摄影过程中得到了广泛的使用。uV镜有两大主要功能：其一

5、，阻止uvb和UVa在内的两类紫外线透过，好的UV镜甚至可以滤除环境光中的红外线影响；其二，保护镜头，防止相机镜头被油污、手印或划痕所损坏。基于上述功能，UV镜可用于水下摄影测量的镜头防护，或高温下摄影测量的镜头防护。目前，国内外就uV镜对摄影测量中坐标精度影响的研究相对较少，本文将uV镜的影响归化到径向畸变和偏心畸变中，在自检校光束法平差中一并处理，结果基本消除uV镜对摄影测量精度的影响。2Uv镜误差影响图1中，P。为物点，P：为等效物点。P。’和P2’分别为未加uV镜和加uV镜后的像点。黑色实线P，BP。’为未加

6、uV镜的光路，红色实线P2QP2’为加UV镜的光路。U为物距／为焦距。J『为光线进入uV镜时的入射角，，’为折射角。由¨1知：等效物点偏移量L=d(1一器)一d(1一i1)(1)由三角形相似原理可得生一丝，¨P．P，一DF、‘7·70·宇航计测技术2010薤-一d——+PLP2＼N、＼o＼F主光轴DCF：X佘。一＼一＼B南＼，．一、’Q

7、．s中镜头图1光路图即AB=卫U-f在见△P1DF和mPlP2CD中P2C=PlD=(u一力t矿tgLP：Fc=告溜易知：￡P2FC=LBAQ综合式(】)、(3)、(6)知m=BQ=

8、AB·tgLP2FC一堑dU—f—L。生(翌二12世≈————————‘—————————‘o——-‘—————一nU一矿～(n—1)d将P。’P：’投影到像平面后￡’=d(·一鼎)z=焉％㈣，‘Y厂、＼＼、一-}卜＼＼—土一爿{／／-lh—／Pj

9、

10、、T＼＼(3)图2加Uv镜后像点偏移图图2为垂直光轴方向剖面图。其中，P。为物r4、点，尸。7为未加uV镜的像点投影，P2’为加入uV镜后点的像点投影，Z，h分别为偏心畸变引起的像点(5)横向和纵向偏移量。综合上述两种情况，加入uV镜后的影响表现(6)为像点的径向和切向

11、均产生偏移。因此可将这些偏移归化到自检校光束法平差中参数K。、必、玛和P1、P2的变化。(7)3自检校光束法平差戈像=ol(8)y像=mJ当过P．点子午面绕主光轴旋转时，可发现加UV镜后，实际像点在径向方向偏移了距离，即发生了径向畸变量m。类似方法可以推得：uV镜光轴与镜头光轴不严格重合产生的偏心畸变量。将uV镜影响分解到垂直平面(如图1)，与