立体观察与相对定向ppt课件

《立体观察与相对定向ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

《摄影测量学》立体观察与解析法相对定向山东交通学院测绘教研室

1主要内容一、立体观察立体视觉原理人造立体视觉立体观察二、解析法相对定向相对定向元素与共面方程连续像对相对定向单独像对相对定向相对定向元素解算过程

2（一）、立体视觉原理在双眼观察下能感觉出景物有远近凸凹的视觉，称为立体视觉在双眼观察（立体观察）时，两眼水晶体中心之间的距离称为眼基线br。眼基线的长度约为65mmAO1O2Baa′b′brr+drdLL双眼观察A点时，两眼的视轴本能地交会于，交会角为r，A点在左右眼的视网膜上的构像为a，a′；观察B点时，交会角r+dr，在左右眼视网膜上的构像为b，b′。由于交会角的差异，使得两弧长ab，a′b′不等，其差称为生理视差空间物体在两眼视网膜上形成的弧长差，称为生理视差。生理视差通过视神经传到大脑，通过大脑的综合，做出景物远近的判断。生理视差是判断景物远近的根源立体观察

3人眼分辨力单眼能够判别最小物体的能力称为单眼分辨力。人眼单眼观察的分辨力用角度表示，对两点间的分辨力为45″，两线间的分辨力为20″，双眼观察精度比单眼观察提高倍由上图可得交会角与距离的关系：当人站在距景物50m处时，立体观察两点，分辨力，代入上式dL=5.6m，即能分辨前后最小的距离为5.6m立体观察

4由上式可得，可分析人眼判断景物远近的能力要提高人眼判断能力，一是采用间接增大眼基线br值（在很多量测距离的仪器上使用这个方法）；二是使眼的生理视差的分辨率增大，当物体是点状时，，当物体为平行线时，，（采用线状测标）。如通过有放大倍率的的光学系统进行观测，相当于缩短了实际的L值，从而提高了判断远近的能力提高人眼判断能力的方法立体观察

5（二）、人造立体视觉AaPBP′a′b′b当我们用双眼观察空间远近不同的景物A、B两点时，两眼内产生生理视差，得到立体视觉，可以判断景物的远近。若此时在双眼前各放置一玻璃片，如图中P、P′，则A、B两点分别得到影像a、b和a′、b′。若玻璃上有感光材料，则景象分别记录在P、P′上。当移开实物A、B，各眼观看各自玻璃上的构像，仍能看到与实物一样的空间景物A、B，这就是空间景物在人眼视网膜上产生生理视差的人造立体视觉效应其过程为：空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像片产生生理视差，重建空间景物的立体视觉，所看到的空间景物为立体影像，产生的视觉为人造立体视觉。立体观察

6

7

8正立体反立体反立体立体模型与实物相近立体模型与实物相反正立体效应基础上左右像片对调正立体效应基础上左右像片旋转180°立体观察可检查提高立体量测精度

9（三）立体观察桥式立体镜：在一个桥架上安置两个相同的简单透镜透视光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距（与人眼的明视距离相等）立体镜观察像对的立体观察方法反光立体镜：扩大眼基距，可对大像幅进行立体观察立体观察

10叠映影像立体观察像对的立体观察方法互补色法：在投影器中插入互补色滤光片（品红色、蓝绿色）观测者分别带上同色镜片光闸法：在两投影光路种各安装一光闸（一个打开，一个关闭），观测者双眼分别带上与投影器光闸同步的光闸眼睛。光闸起闭频率>10HZ。除以上所述的红绿互补法、光闸法外，还有偏振光法及液晶闪闭法立体观察

11像对的立体观察方法双目镜观测光路的立体观察通过双筒望远镜观察，每个望远镜像面有一固定的测标，像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片移动，可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放大倍率可调节。立体观察

12A′AA″立体量测原理左右像片同名像点的坐标量测值为()，()左右视差:上下视差:立体观察

13解析法相对定向用于描述两张像片相对位置和姿态关系的参数，为相对定向元素用解析计算的方法解求相对定向元素的过程，称为解析法相对定向。由于不涉及像片的绝对位置，相对定向只需利用立体像对内在的几何关系，不需地面控制点。

14（一）相对定向元素与共面方程1、相对定向元素立体像对的相对定向就是要恢复摄影时相邻两影像摄影光束的相互关系，从而使同名光线对对相交。①单独像对相对定向：采用两幅影像的角元素运动实现相对定向，定向元素为（）②连续像对相对定向：以左影像为基准，采用右影像的直线运动和角运动实现相对定向，定向元素为（）在多个连续模型的处理中多采用连续法相对定向元素相对定向的方法为便于理解两种相对定向元素，引入相对方位元素：像片在选定的像空间辅助坐标系中的位置（摄影中心S的坐标）和姿态（像片的姿态角）称为像片的相对方位元素。解析法相对定向

15⑴连续像对相对定向元素连续像对相对定向是以左片为基准，求出右片相对于左片的相对方位元素。选定像空间辅助坐标系S1-X1Y1Z1，使左片在S1-X1Y1Z1中的相对方位元素为已知值X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy以左片的像空间坐标系为像空间辅助坐标系。此时左右片的相对方位元素是：左：右：Bx只影响相对定向后建立模型的大小，而不影响模型的建立相对定向需解求的元素只有五个（连续像对相对定向元素）：解析法相对定向

16⑵单独像对相对定向元素单独像对相对定向是以摄影基线作为像空间辅助坐标系的X轴，左摄影中心为原点，左片主光轴与摄影基线B组成的主核面为XZ面，构成右手直角坐标系S1-X1Y1Z1，此时左右片的相对方位元素是：左：右：B只涉及模型比例尺而不影响模型的建立单独像对相对定向元素有五个：21X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B221解析法相对定向

172、共面条件方程XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2一立体模型实现正确的相对定向后，同名光线对对相交。a1，a2表示模型点A在左右两幅影像上的构像。同名光线与基线共面，即三矢量共面，则其混合积=0共面条件方程=0是完成相对定向的标准，用于解求相对定向元素。共面条件方程可用坐标表示为：其中：为像点的像空间辅助坐标解析法相对定向

18（二）、连续像对相对定向X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)R是右片相对像空间辅助坐标系S2-X2Y2Z2的三个角元素的函数解析法相对定向

19由于Bx只涉及模型的比例尺，相对定向中可给予定值，则上式中只有五个定向元素是未知数，为统一ByBz也化为角度表示Bs1s2BzByBx解析法相对定向

20偏导数1解析法相对定向

21偏导数2解析法相对定向

22偏导数2-1解析法相对定向

23偏导数2-1解析法相对定向

24线性化方程等式两边同时除以解析法相对定向将以上所得的各偏导数代入线性化函数并略去二次以上小值项可得

25系数约简解析法相对定向

26常数项约简解析法相对定向

27连续法相对定向中常数项的几何意义X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q为定向点上模型上下视差当一个立体像对完成相对定向，Q＝0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，Q＝0解析法相对定向

28误差方程及法方程的建立量测5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素o1o2135246解析法相对定向

29（三）、单独法解析相对定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)解析法相对定向

30单独法解析相对定向原理解析法相对定向

31偏导数3-1解析法相对定向

32偏导数3-2解析法相对定向

33线性化方程等式两边同时乘以并视解析法相对定向

34常数项约简解析法相对定向

35单独法相对定向中常数项的几何意义q为相当于像空间辅助坐标系中一对理想像对上同名像点的上下视差当一个立体像对完成相对定向，q＝0当一个立体像对未完成相对定向，即同名光线不相交，q＝0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)解析法相对定向

36误差方程及法方程的建立量测5个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素o1o2135246解析法相对定向

37量测6个定向点的像点坐标确定相对定向元素的初值＝＝＝＝＝0，Bx取定向点中1号点的左右视差由相对定向元素计算像空间辅助坐标X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2根据初始值，计算By，Bz，根据像空间辅助坐标计算各点投影系数计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式计算法方程式的系数和常数项，解法方程，求相对定向元素改正数计算相对定向元素的新值判断迭代是否收敛（四）、相对定向元素计算过程解析法相对定向

38参考书1、金为铣，杨先宏等编，《摄影测量学》，武汉测绘科技大学出版社2、李德仁，周月琴等编，《摄影测量与遥感概论》，测绘出版社3、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社作业：P.73，第6、10、11题