摄影测量中圆形目标中心像点计算方法研究

空间圆圆心的像点位置计算是摄影测量系统开发的关键问题之一。透视投影变换把空间圆映射为像平面上的椭圆,而圆中心的像点往往并不是投影椭圆的几何中心。通过分析透视投影过程中的像点误差,提出了一种计算圆中心像点的方法。首先利用空间矩算子对目标投影轮廓进行亚像素边缘定位,接着以光心为顶点、理想的投影轮廓为准线建立椭圆锥,然后在该椭圆锥内构造与之具有投影关系的两个空间圆,并计算它们的法向及中心像点,最后根据标记目标的匹配关系来确定空间圆的平行圆,进而得到其法向以及中心像点位置。实验结果表明,该方法实现了圆形目标中心像点的精确定位,有效提高了三维坐标的重构精度。

Mini SAR影像的定向参数计算方法分析

首先分析对比了国产小型IMU/GPS组合导航获取的小POS数据特点,因仪器精度有限引起的测量误差无法在成像过程中消除,相位误差导致了Mini SAR影像中部分目标成像出现方位向散焦、模糊,导致目标像点坐标出现误差。将传统定向参数计算方法用于Mini SAR单幅影像定位时,地面控制点数量、像点坐标、定向参数误差向量的限差、地形特征、DEM分辨率及POS数据精度等因素都会影响定位结果。当对定位精度要求不高时,多项式插值POS数据获取的天线相位中心的空间位置、速度比拟合更准确。

点源像点提取精度及其对几何定标影响分析

传统地面控制点影像的像点测量误差较大,制约了传感器几何定标结果的精度.基于图像退化理论生成不同噪声条件下模拟退化点源影像并解算点源像点位置,比较了不同噪声条件下点源像点位置解算误差.实验结果表明:点源像点位置解算精度随噪声增加而降低,但均优于传统控制点影像的像点测量精度.随后,检验了不同像点测量精度对几何定标结果的影响.利用多片前方交会求解地面点坐标,传统地面控制点平面和高程坐标的最大偏差可达0.25和0.75个地面采样间隔(GSD),而使用反射点源将最大偏差降至0.07和0.20个GSD,较好的提高了定位精度.根据实验结果,反射点源能够有效提高几何定标结果的精度,并有潜力发展成为新一代几何定标工具.

基于点源靶标的航天遥感几何定标与定位精度提升方法

全球测图与境外目标定位等任务对航天遥感几何定标与定位精度的要求越来越高。当前像点量测误差与地面控制点精度不匹配,影响了航天传感器定标结果的可靠性。点源靶标在航天影像中具有良好的几何形态,能够为几何定标任务提供精确的像点坐标。对模拟点源靶标影像进行了解算,得到其像点误差在0.04 pixel以内,均方根误差仅为0.01 pixel,优于当前测量软件及人工选点精度。检验了不同像点测量误差对定标和定位结果的影响,结果显示,以点源靶标作为控制点时,定标参数的解算结果和定位精度均优于使用传统控制点的结果;在缺少控制点的情况下,增加两个点源靶标能够使定位误差降至分米量级。点源靶标能够有效提高几何定标与定位结果的精度,并有潜力发展成为新一代几何定标工具。

圆形标志投影偏心差补偿算法

目的圆形标志目前正广泛地应用于各类视觉测量系统,其圆心定位精度决定了测量系统的测量精度。当相机主光轴与标志表面不平行时,圆被映射为椭圆,圆心位置计算产生偏差。光轴与标志表面夹角较大或标志较大等情况下会产生较大的偏心差进而严重影响系统测量精度。为此,提出一种基于三同心圆圆形标志的投影偏心差补偿算法。方法算法基于三同心圆的圆形标志设计,根据3组椭圆拟合中心坐标解算偏心差模型进行计算补偿。结果针对圆形标志偏心差问题,同心圆补偿算法取得良好效果,有效提升了圆形标志定位精度。仿真结果表明,在拍摄角度、拍摄距离、圆形标志大小不同的情况下,偏心差在像素量级,补偿后偏心差在10-11像素量级。实物实验结果表明,若设计有直径分别为6 cm,12 cm,18 cm的三同心圆标志,经解算补偿结果较以往两同心圆算法精度提高一倍,偏心差值减小80%,测量误差在0. 1 mm左右。结论本文提出了一种新的偏心差补偿算法,利用三同心圆标志增加约束解算偏心差。与以往偏心差补偿算法相比,此方法精度更高,且无需预先平差解算相机与目标的距离、拍摄角等参数,仅需要知道标志圆形半径比例及椭圆中心坐标即可计算补偿,具有很高的实用性,可用于改善基于非编码标志点的深度像匹配、基于圆形标志点的全自动相机标定方法、视觉导航定位等应用中。