一种大倾角单独像对相对定向混合算法

立体像对相对定向是摄影测量三维重建中的重要步骤。为解决初始值不理想导致的相对定向迭代解算不收敛、鲁棒性差的问题,提出了一种大倾角单独像对相对定向的混合算法。首先基于高精度同名像点坐标观测值构建非线性的共面条件方程组,再通过信赖域折线算法进行解算并将方程组解作为后续迭代初始值;最后采用非线性共轭梯度法进行迭代以提高相对定向参数解算精度。无人机航空影像数据集的对比实验结果表明,该算法的相对定向精度可达1μm,具有解算精度高、稳定性好的优点。

独立法和连续法相对定向元素的直接转换方法

从独立法相对定向和连续法相对定向的数学模型出发,分析并得到在独立法相对定向和连续法相对定向中分别作为基准坐标系的基线坐标系与左方像空间坐标系间的转换关系,进而推导并给出独立法和连续法相对定向元素的直接转换的具体方法。仿真数据与真实数据实验结果表明:基于传统算法解算得到的独立(连续)法相对定向元素,可使用本文算法转换为连续(独立)法相对定向元素,且其相对定向精度指标与传统算法解算得到的连续(独立)法相对定向元素精度指标相当,满足实际生产精度要求。

基于多种同名特征的相对定向方法研究

为了解决低空摄影测量、建筑摄影测量等领域中缺乏明显特征点给相对定向带来的难题,基于广义点摄影测量原理,提出利用多种同名影像特征进行相对定向的方法。详细论述基于同名直线和圆曲线进行独立法相对定向和连续法相对定向的数学模型。大量实际数据的试验结果表明,该方法切实可行,能够获得稳定的相对定向结果。

利用IMU/GPS信息作为约束进行相对定向

IMU/GPS信息作为外方位元素先验值加入到相对定向的平差中,形成了新的相对定向方法———带约束条件相对定向。在一般相对定向的基础上论述了带约束条件相对定向的原理和相关权值的取法,并且通过模拟实验和飞行实验数据来验证带约束条件相对定向的优越性。

大尺寸摄影测量局部参数优化相对定向方法

相机定向是摄影测量中的关键技术之一,然而传统定向方式需要预先精确校准定向靶上特征点坐标且测量过程中定向靶位置固定,测量空间范围受到很大限制。为了克服测量过程中对定向靶标的依赖,扩展测量网络和测量灵活性,提出并实现了一种基于局部参数优化的全局相对定向方法。首先,在测量场中布置编码点和基准尺,提取所有图像中编码点的图像坐标和编码值;然后,在归一化8点算法的基础上,采用局部参数优化方法解算2幅图像外方位参数;最后,建立所有图像间的外方位参数转换链,并全局定向出各个图像在预定世界坐标系下的外方位参数。实验结果表明,在6 m×4 m测量范围内该方法的平移向量测量精度优于0.8 mm,旋转角度测量精度优于0.02°,相比于传统定向靶的定向方式,定向精度提高了一个数量级,可以满足大尺寸摄影测量系统对定向精度和效率的要求。

SIFT特征匹配技术在自动相对定向中的应用

提出了一种利用尺度不变特征变换(SIFT:Scale invariant Feature Transform)特征匹配技术应用于遥感影像自动相对定向的方法,SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化均保持不变,对视角变换、仿射变换、噪声均有一定程度的稳定性。文中给出了较为详细的理论分析和实验分析,结合小波变换建立影像金字塔采用分频道相关提高影像匹配的速度,利用最小二乘匹配方法提高了匹配的精度,取得了较好的实验结果。

大重叠度影像的相对定向与前方交会精度分析

针对数码相机所拍摄的序列图像具有重叠度高、同名特征的冗余观测值多等特点,分析了大重叠度序 列影像在相对定向和前方交会时的精度优势。影像重叠度越大,相对定向的精度越好;而且重叠数目越大,交 会角越大,平面和高程(或深度)方向的交会精度和可靠性也越高,实用中可采用80%重叠度的序列影像进行 三维重建等。

基于沿主光轴方向摄影立体像对的相对定向与核线排列

由于沿主光轴方向摄影立体像对的交会角小、精度低,在常规的、面向测图的摄影测量均不采用。然而在火星运载体“着落”时的定位,移动测图、隧道摄影测量,特别是行走机器人视觉等实际应用中都会出现沿主光轴方向拍摄的序列影像,对沿主光轴方向的前后视立体像对的摄影测量的基本问题:径向差、切向差(相当于常规摄影测量中的左右视差、上下视差);相对定向;核线的排列等进行讨论,并进行实验验证。

无人飞行器遥感影像的自动相对定向研究

提出一套适合于无人飞行器遥感影像的全自动相对定向流程。其技术要点主要包括:利用SIFT特征的旋转、微小仿射的不变性等从影像提取特征并匹配,基于RANSAC的相对定向进行误匹配剔除,划分均匀网格的Frstner特征提取,基于核线约束的近似一维影像匹配,最小二乘匹配。试验结果表明,该方法具有较高的匹配成功率,获得点数多且点位分布均匀,具有较高的精度。

非量测相机近景数字影像相对定向方法研究

普通数码相机属于非量测相机,影像的畸变差较大,但摄影测量的量测算法具有一定的适应性。相对定向是摄影测量关键算法,对连续迭代法相对定向和直接解法相对定向进行了研究,并用两种方法对其质量进行评价。通过工程应用总结出非量测相机近景影像相对定向解算的特殊性,提出了两种定向方法联合计算相对定向元素的方法。

大视场摄影测量相机的相对定向

为了提高大视场摄影测量系统的测量精度和稳定性,提出一种基于局部迭代搜索算法的相机相对定向方法,仅需要两幅图像间匹配的像面坐标信息,就可以计算相机之间精确的相对外方位参数。通过闭环多项式解法获得两图像之间本质矩阵的初值;将本质矩阵进行局部迭代,计算正交矩阵和外极线约束误差方程;利用两图像上所有匹配点的像面坐标,通过多次迭代获得本质矩阵的全局最优解;分解本质矩阵获得图像之间的相对外方位参数,并结合Cheirality约束条件确定外方位参数的唯一真实解。通过6m×4m×3m可展开桁架微波天线面形测量场的定向实验,验证了提出方法的测量精度和可靠性。相比于传统的相对定向方法,基于局部迭代搜索算法的相对定向方法具有较高的初始定向精度和稳定性,平移向量误差小于5mm,旋转角度误差小于0.1°,而且消除了对于参照物的依赖,对于提高摄影测量系统的性能具有重要意义。

基于广义点的相对定向和绝对定向

传统的摄影测量是基于测点的前方交会和后方交会,相对定向和绝对定向则基于同名像点共面的思想,而在工业计量测量和飞机姿态测量等领域,大量存在的是一些直线或者曲线,并不存在明确意义的点。因此,本文提出了基于广义点的相对定向和绝对定向的方法,解决了传统相对定向和绝对定向不能解决的问题,实践证明该方法是可行的。

基于普通相机的相对定向直接解法

该文介绍了采用双摄像机系统模拟人的双眼以实现计算机视觉的全过程。考虑到照相机所拍摄的左、右影像之间的相关性，可以通过影像匹配推导出这两个相片坐标系之间的相对坐标关系，再以此为基础计算所拍摄场景的立体信息。该方法对摄像工具及摄影条件没有专门的要求，应用范围广，具有很大的实用价值。

车载序列影像直接相对定向质量

为验证地面大转角、小面幅序列数码影像直接相对定向质量.推导了一套基于SIFT特征匹配的计算机视觉分析方法,解算过程简洁明了.研究结果表明:基于计算机视觉方法能够有效解决大转角影像、特别是车载序列数码影像相对定向中的匹配难题,解算结果比较稳定;从目前的结果来看,直接相对定向质量还不高,但研究方法对室内移动机器人环境感知、无人驾驶等导航领域具有一定的借鉴价值;最后分析了制约其质量的主要原因,为今后分析和提高视觉量测质量提供了一条思路.

不同焦距的连续像对相对定向严密公式

针对现有解算相对定向元素的公式通常用于具有相同焦距的立体像对这一现状,为充分利用不同相机所拍摄的现有影像信息,以像点坐标作为观测量,给其加入改正数,借助计算机代数系统对共面方程进行严格的线性化,推导出了适用于解算不同焦距立体像对相对定向元素的严密公式;最后,通过算例验证了该方法的正确性,可在一定程度上丰富摄影测量理论。

低空立体像对的严密相对定向

本文针对传统航空摄影测量相对定向方法在低空影像处理中存在局限的问题,提出了低空立体像对相对定向严密解法,推导出适用于低空立体像对相对定向的误差方程。该方法首先利用直接解法解算出相对定向元素的初值,然后代入低空立体像对相对定向误差方程迭代精化,实现相对定向元素值精确和高效地严密解算。实验验证了该方法在低空影像相对定向中精度比传统的相对定向方法和直接解法精度更高,对于诸如无人机等作为平台的低空摄影测量立体像对相对定向解算具有较强的实用性。

无地面控制点无人机影像的相对定向方法

针对无人机空中姿态不稳定造成影像相对定向精度较低的问题,提出了基于POS(position andorientation system)数据生成无人机影像航带及组成立体像对的方法.并根据相对定向原理,将无人机的POS数据作为相对定向的先验约束条件与误差方程一起进行平差,以重新构建代价函数,进行影像的相对定向.为验证该方法的有效性,将其与常规的相对定向方法进行了对比实验.实验结果表明:将POS数据作为先验约束条件,能够使相对定向精度提高10%以上,特别是在无人机影像畸变较大的情况下能获得较好的改善效果.

全局一致性优化的无人机大倾角影像相对定向

针对无人机拍摄的大数据量大倾角影像三维重建,为获取影像的相对位姿,解决影像相对定向迭代不收敛、鲁棒性低等问题,提出了一种基于全局一致性优化的无人机相对定向方法。通过对增量式相对定向算法全局一次性平差优化改进,得到影像的高精度位姿信息。实验表明,该方法进行相对定向的效率与精度得到明显提高,并具有较好的鲁棒性。

一种改进的相对定向标定方法研究

研究了三维重建技术中外方位元素的相对定向标定方法。经典的相对定向标定方法仅适用于两张像片焦距固定的情况。在经典方法的基础上,通过增加参数个数、建立新的解算方程和误差方程,并采用最小二乘法原理求解的方法,建立了一种适用于可变焦距情况下的改进的相对定向标定方法。最后通过实验和误差分析后,验证了在接近零噪声的情况下,改进的相对定向方法能适应一般场景的重建,重建误差较低。因此,该方法可以有效解决仅知其中一张像片焦距,即焦距可变的情况。

偏序集上的相对定向集及其应用

本文在偏序集上引入并考察相对定向集的概念,并证明当T定向时,偏序集上所有相对T的定向集构成一个完备格。此外,引入相对定向完备集的概念,并探讨定向完备集、一致完备集与相对定向完备集之间的关系。