近景摄影测量圆形人工标志的量测方法及精度分析.pdf

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1、第6期矿山测量NO．62011年12月MINESURVEYINGDec．2O11doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2011．06．012近景摄影测量圆形人工标志的量测方法及精度分析邓才华，周拥军，彭旭(1．中南大学测绘与国土信息工程系，湖南长沙410083；2．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；3．浙江省建工集团有限责任公司，浙江杭州310012)摘要：文中以Matlab软件的图像处理工具包为基础，介绍了近景摄影测量人工标志半自动量测和人工量测的原理和实现方法，并进行了精度分

2、析。理论和实例表明：文中采用的量测方法原理简单，易于实现，对于难以实现自动量测和成像质量较差的影像尤为适用。关键词：Matlab；标志量测；近景摄影测量中图分类号：P23文献标识码：B文章编号：1001—358X(2011)06—0039—03在数字近景摄影测量中，量测人工标志的像点宽度的子图像，并放大一定倍数后显示于子窗口(如坐标是数字近景摄影测量的主要内容。目前人工标图1)，然后再在子窗口中用鼠标选择待量测点的坐志量测方法主要有自动量测、半自动量测和手工量标(，)，此时子图像经放大显示可便于作业人员测方法。自动量测

3、包括标志的自动检测和精确定位判定标志的位置。根据坐标转换关系，得到待量测两个过程，对于近景影像的人工标志，常用的检测方点的量测坐标为：法主要有基于影像分割的方法、与已知模式匹配的f【=in。+—win-1(1)方法以及基于形状检测的方法等。但由于用线阵或Y=int(Y0)+一winty一1面阵固态相机摄影过程中伴随着随机辐射噪声和几其中：int()表示取整运算，通过上式计算得到以何变形易导致边界探测失真，从而使得全自动量测像素为单位的坐标值。在某些情况下难以实现，此时必辅以半自动：垦测或者人工量测。目前很多商业软件都具

4、有这种功能，但这些软件通常都以VC或VB等面向对象的编程语言为开发工具，需要较强的图像处理和编程知识，本文采用Matlab为平台实现人工标志的半自动和人工量测，具有原理简单且容易实现的特点。1基于Matlab的人工量测实现1．1人工量测Matlab是一种功能强、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包，它集应用程序和图形于图1人工量测的原理一体，具有极强的直观显示能力，因而非常便于使1．2半自动量测用，Matlab软件包中还包含有科研和工程计算中常半自动量测是指在人工给定标志点的近似位置用的各种计算方法的计算程序。

5、本文借助Matlab的或通过人机交互方式输入某些限制条件的前提下实图像处理工具实现标志的量测，首先用image函数将现标志的精确量测。近景摄影测量中的人工标志通图像显示于屏幕上，为减少内存占用量，可转换为灰常设计为圆形，圆形标志经透镜成像后为椭圆，椭圆度格式后显示，然后用鼠标在屏幕给出标志的近似识别和提取过程简单，而且具有较强的成像对比度。坐标(。，Y。)，并给定窗口半径wintx、winty，窗El半本文的半自动量测方法需要预先给出标志的近似坐径的选择应确保标志位于窗口内，在给定的以(。，标，并按一定的窗口大小截取子

6、图像，然后用边界提Y。)为中心的窗口内截取(2wintx+1)×(2winty+1)取算子提取子图像边界，并通过Hough变换检测到39第6期邓才华等：近景摄影测量圆形人工标志的量测方法及精度分析2实例誊萎实例采用图1所示的影像，该影像用分辨率为量测得到的影像坐标。2048×1536的P'anasonicDMCFx一3拍摄，所采用的表1标志的量测坐标__—_=⋯⋯特征点的量测，并且能达到较高精度。对于半自动mu=±√。∑l△“／Ⅳ量测法，可以通过提高边缘检测精度的办法提高量厂———一测精度，对于手工量测，由于较易导致人

7、为误差，建m=±√∑l△／Ⅳ议量测两次以上取平均值。若假设内、外圆心的量测误差相等，根据误差转播定律可知，内、外圆心拟合值的中误差为二：者差值参考文献：中误差的1／√2，内、外圆心坐标平均值的中误差为[1]马颂德，张正受．计军机视觉一计算理论与算法基础坐标差值中误差的1／2，若取两圆心的平均值，则在[M]．北京：科学出版社．1998．M和方向的量测精度分别为±0．042和±0．070像[2]FitzgibbonA，PiluM，FisherRobertB．Directleast素。同理，可计算两次手工量测的坐标差值在两方

8、squarefittingofellipses[J]．PatternAnalysisandMa—向的平均中误差为±0．199和±0．253像素，取两次chineIntelligence，1999，21(5)：476—480．[3]冯文灏．近景摄影测量[M]．武汉：武汉大学出版社，量测值的平均值，则量测精度为±0．10和±0．12像