机载激光雷达测深技术研究与进展

当前包括内河、水库及海域在内的水上、水下地形测量任务需求不断增加,进行水域或海洋测绘领域研究已提升到新的国家战略性高度。首先介绍了当前机载激光雷达水深测量的基本原理;概括总结了激光测深中的波形处理、波浪潮汐改正、折射改正、航带拼接与数据融合等关键技术,对测深的精度及误差影响进行了分析。最后结合当前技术的发展及新技术的出现,对未来机载激光雷达测深技术的发展进行了展望。

民用数码相机可量测化的探讨

通过对民用数码相机获取数码影像产生的误差来源进行分析,提出利用数码相机获取数码影像,并对其相机畸变差进行纠正,达到可量测化的目的,探讨低成本、多途径获取可量测化立体像对的可能性及方法。

SWDC-4数码航空相机虚拟影像生成

介绍了利用外视场拼接技术生成虚拟影像的主要过程和原理,包括相机检校、影像纠正、内部相对定向、虚拟影像生成。实验结果表明,SWDC-4数字航摄仪的高程精度指标达到同类产品的国际领先水平,平面精度指标达到国际先进水平。测图精度检测结果表明,使用SWDC-4数码航空相机影像资料测制的1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000比例尺地形图满足精度要求,优于规范规定的限差。

通过编码检校场实现双目视觉系统的自动标定

首先对普通检校场中部分圆形回光反射标志块进行编码标识,实现了标定控制点在物方空间和像方空间的自动对应;然后根据Weng’s相机模型对视觉系统进行标定,求解系统的内、外方位元素和系统畸变系数;最后依据投影几何中空间直线经中心投影变换后仍是直线的原理,提出了对随机系统的残余误差进行测定和修正的方法。实验证明,本方法实现了双目视觉系统的全自动标定,并明显提高了系统的精度。

基于GPS的多媒体采集与管理技术研究

提出了一种新的基于普通数字相机、GPS记录仪和GIS组件进行多媒体采集、定位与管理的解决方案,并结合实例开发了软件演示系统。该方案通过后处理对数字相机与GPS的时间进行标定与匹配,从而获得多媒体的位置,然后通过GIS进行显示与管理,便于用户进行空间分析。本文提出的解决方案有助于大部分数字相机用户在获取多媒体的同时获取其位置。

两种大面阵航空摄影测量数字相机的误差分析

本文首先介绍航空摄影测量数字相机相对于传统的胶片相机所具有的优点，然后重点分析了市场上最新流行的两种大面阵航空摄影测量数字相机的等效中心投影像片的形成方法及其测量精度。实验分析表明：航空摄影测量数字相机系统用于平坦地区作业时能获得较高的精度，但用于山区作业时，作业精度明显下降，因此在地形起伏较大的地区，若作业精度要求较高，则应谨慎使用这两种数字相机。

一种基于众核处理器的操作系统研究

论述了一种新型的操作系统结构,该结构在三权分立的原则下,对传统操作系统的功能进行分割与重组,让不同的功能组件运行在不同的虚拟机中,利用虚拟机间的强隔离特性保证各组件的独立性,利用虚拟机间的专有通信机制实现各组件之间的协作与制约.这种新型的结构解决了操作系统各组件之间互相干扰的问题和操作系统的封闭性与可扩展性问题.

逆向仿真工程中的一种相机自标定技术

一直以来,数码相机的检测都是利用传统的直接线性解,因此,必须布设一个高精度的控制检测场。为了能够实现无控测量,采用了相机自检校法,并取得了和直接线性解一致的结果。

低成本多IMU标定设备硬件设计与系统误差分析

针对低成本IMU存在标定成本较高问题,该文提出使用3D打印和伺服电机制作低成本的单轴转台和正六面体来对16个IMU进行批量标定方法。在无外界环境干扰下实验采集原始静态数据,并标定IMU的零偏误差、标度因数误差、安装角误差(加速度计)。该方法有效提升多个IMU的静态精度,对于不同体质的IMU可使性能提高0.157%至47.415%。通过3D打印和伺服电机构建的标定设备的辅助实验表明,该设计可以大大降低IMU的标定成本,提高标定效率,同时保证标定的准确性,为低成本IMU的大规模标定提供了可能性。

单镜头多面阵CCD相机影像拼接算法

根据内视场拼接相机的构像原理,提出了一种单镜头多面阵CCD相机影像拼接处理的基本流程和方法。该方法涵盖了成像过程的影响,包括子影像相对位置自动确定、等效焦面影像拼合、数字像差检测和无畸变中心投影影像生成等技术环节。特别是建立了内视场拼接型数字航测相机几何特性描述模型,在包含了传统航测相机像差所顾及的焦距、主点坐标和物镜光学畸变等要素的基础上,扩展考虑了多面阵CCD不平行性误差和安装误差两项影响。试验结果表明,影像量测精度从1.5像元提高到0.3像元,系统误差降低了78%,验证了相关技术方法的有效性。

三维激光扫描仪在测算矿方量中的应用

本文通过使用Riegl VZ-400型号的三维激光扫描仪对某矿堆进行了扫描,对扫描数据进行三维建模后测算矿堆的矿方量。采用GPS测量一定数量控制点的大地坐标与扫描仪测量的坐标进行比较来验证扫描数据的精度,得到平面坐标的差值绝对值最大为0.018m,而高程的差值绝对值最大为0.028m,实验结果表明三维激光扫描仪满足测算矿方量的精度。

相机检校中标志点的自动提取

本文针对相机检校中,手工选择标志点速度慢、强度大的缺点,提出了基于边缘提取和形状系数多级约束的方法。首先对图像进行Wallis滤波,并对滤波后的图像采用Canny算子进行边缘提取;然后在八邻域跟踪的基础上,根据边缘长度、边缘首末端点距离、形状系数和光谱信息检测符合条件的标志点边缘。通过实验验证,该方法可提取出92%左右的标志点。

中波红外几何标定场靶标定制问题研究

分析了物体红外辐射的发射因素和反射因素对红外成像的影响,利用不同材料的红外发射率差异和镜面反射原理,克服普通靶标在中红外波段成像的低对比度问题,考虑靶标的形状、大小,以及包括积分时间、环境温度、光照在内的拍摄条件等因素,设计了靶标定制的技术方案和使用方法。实验证明,采用油毡和锡铂两种材料组合制作靶标效果最好,在适宜的使用条件下,可以获得高对比度的靶标图像,能够满足高精度室外几何标定的需要。

基于LCD的相机标定精度及其误差分析

针对纯平液晶显示器(LCD)自身尺寸较小的问题,提出了新的标定影像拍摄方法。实验结果说明,该方法是有效可行的。另外,通过多组模拟数据和实际数据的分析说明,LCD相机的标定结果存在明显的系统误差,而借助逐步回归分析等方法则验证了这种系统误差主要来源于LCD自身的不平性,并且得出了定性和定量的结果。

无控制场的相机畸变差改正方法

本文提出并论证了一种无需控制场、仅应用影像线特征进行非量测相机畸变差测定的方法。分别运用三维室内和室外控制场、二维控制场和无控制场检校方法对Cannon-5d非量测相机的35 mm镜头进行畸变差测定,比较其影像纠正的效果。试验结果表明径向畸变在整个光学畸变中占据主要地位,四类检校方法测定的径向畸变差对影像的纠正效果接近,从而证明了利用无控制场相机畸变差改正方法进行非量测相机畸变差改正的可行性。

Trimble GX 3D激光扫描仪内符合精度的试验

本文研究了三维激光扫描测量系统对标靶的重复扫描测量精度,得出其内符合精度优于1mm,精度并没有随着扫描距离的增加而降低;采用一种基于激光空间分布拓扑关系来分别评价高程精度和平面位置精度的方法,从数据统计来看,平面位置内符合精度较高。

测角法非量测数码相机实验室几何标定

非量测数码相机凭借其自身特有的优点,成为了摄影测量获取影像的主要设备之一,广泛应用于摄影测量中。由于其内方位元素和畸变参数未知,本文介绍了一种利用测角法进行几何标定的方法,通过测定平行光线的入射角度和其对应像片上的像点坐标,根据镜头畸变平方和最小的原则解算出内方位元素和畸变参数。研究表明该方法对主距、主点的标定精度可达到μm级,该方法用于非量测型数码相机的几何参数标定是完全可行的。

顾及同步差的POS系统视准轴误差检校

推导了POS系统视准轴误差检校的数学模型,提出将POS系统的同步差作为一项检校内容,并给出了严格的同步差估算方法。试验表明,顾及同步差的视准轴误差检校精度与转换所得的角元素精度均有明显提高。

使用基函数理论的单色相机多通道光谱重构

提出并实现了一套完整的基于基函数理论的单色相机多通道光谱重构系统。该系统对数码响应值进行了线性校正,提高了光谱重构精度。实验重构光谱的最小均方根误差可以达到0.006 87,色差最小可达到0.02,平均色差只有2.25。

基于DLT的数字天顶摄影测量仪相机检校

本文详细介绍了基于DLT的数字天顶摄影测量仪相机检校技术方案;简要介绍了数字天顶摄影测量仪的相机连接器件和检校过程中使用的DLT(直接线性变换)程序;针对检校方案做了详细的精度分析,并根据检校结论得出了数字天顶摄影测量仪相机选用的各项标准,证实了连接器件的设计合理性,以及基于DLT线性变换的检校方案的可行性。