无人机影像自检校光束法区域网平差精度分析

无人机遥感系统一般搭载非量测型数码相机,该类型相机的内参数未知或部分未知,获取的影像存在畸变。设备运输、航摄飞行等动态环境因素对相机内参数的稳定性产生影响,导致区域网平差的精度降低,甚至平差失败。对无人机影像的系统误差源进行分析,给出了畸变差改正模型,自检校光束法平差模型及平差精度估计公式。试验证明:自检校光束法区域网平差可以减弱数码相机内参数变化对平差精度的影响,提高地面控制点、影像外方位线元素的定位精度。

资源三号卫星三线阵CCD影像自检校光束法平差

本文将自检校光束法区域网平差技术用于资源三号卫星三线阵CCD影像的精确定位处理中。根据传感器成像特点,分析设置了ZY-3 TLC影像坐标系统误差自检校附加参数模型,在将轨道姿态数据转换为外方位元素后,通过合理设置变化模型将其引入光束法平差中,构建了自检校光束法平差模型。利用嵩山实验场地区ZY-3 TLC影像及辅助数据,通过常规和自检校光束法平差,对不同平差模型、不同控制点数量对定位精度的影响进行了实验和评估。结果表明所用ZY-3 TLC影像经常规平差后存在较为明显的系统误差,可以通过设置合适的附加参数利用自检校光束法区域网平差进行有效补偿,显著提高定位精度。

基于光束法平差的POS系统视准轴偏差检校

航空摄影测量的直接地理定位(direct georeferencing,DG)必须首先进行惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)和传感器间的视准轴偏差(boresight misalignment)检校。提出了一种简便的定位定向系统(position andorientation system,POS)辅助光束法平差检校模型,推导了其基础误差方程,并通过2个试验区验证该方法检校结果与商用软件CALQC的检校结果基本一致。通过直接地理定位互差和上下视差比较,证明用本文方法进行的视准轴偏差检校是正确有效的,检校后的外方位元素可直接用于1∶10 000比例尺的高山地区地形图测图。

基于点松弛法的自检校光束法平差快速计算

针对数字工业摄影测量中自检校光束法平差计算速度慢的问题,提出了一种基于点松弛法的快速计算方法,能够在保证精度的同时有效提高计算速度。实验证明,该算法能满足数字工业摄影测量数据实时、准实时处理的要求,具有实用价值。

定向片用于天绘一号卫星三线阵影像自检校光束法平差

针对天绘一号卫星三线阵传感器,利用定向片模型描述其外方位元素变化特征;同时综合线阵CCD和相机系统误差等影响,构建自检校参数模型。利用两景真实数据进行自检校光束法平差实验。结果表明,合适的定向片间隔选取和自检校参数建模能够有效提升目标定位精度。

POS辅助机载三线阵影像自检校光束法平差

将基于附加参数的自检校光束法区域网平差技术用于机载三线阵CCD传感器ADS40影像的几何定位处理中,分析并建立POS数据的引入模型、两种模式的自检校附加参数模型以及自检校光束法区域网联合平差模型。采用试验场ADS40数据进行不同地面控制点配置的常规和自检校光束法区域网平差试验。结果表明,自检校光束法区域网平差能够有效补偿影像存在的系统误差,显著提高定位精度。

基于附加参数光束法平差的非量测型数码相机检校研究

本文主要研究利用附加参数光束法平差和高精度的室内三维检校场对非量测型数码相机进行内方位元素和镜头光学畸变差的测定。论文详细阐述了利用附加参数光束法平差进行相机检校的原理,实现过程,并对检校参数进行了精度评定和可靠性验证。实验结果表明经该方法进行检校的相机可用于大比例尺摄影测量。

基于拟稳基准的秩亏自检校光束法平差

为了提高工业摄影测量的解算精度,围绕平差解算过程中基准的选择问题进行了分析和论证。首先介绍了现有平差过程的基准,分析了采用拟稳基准的合理性;然后基于自检校光束法平差和秩亏自由网平差原理,设计了拟稳基准的G矩阵,构建了基于拟稳基准的自检校光束法平差的法方程。通过实验对比分析了不同基准的平差效果,结果表明:拟稳基准的平差结果精度更高且分布更为均匀。

带状区域无人机影像自检校光束法平差方法

针对带状序列无人机影像自检校空中三角测量时存在相机参数误差累积过大的问题,提出一种分类自检校(CSC)方法。该方法首先根据影像的GPS位置信息建立KD树,并利用K-Means进行自分类;然后对每类影像分别进行自检校光束法平差,将自检校得到的多组相机参数进行加权平均;最后进行全局自检校光束法平差。多组实验表明,CSC方法与室内检校场检校参数的像点畸变不符值均方根误差为0.5像素,检查点点位均方根误差为10.1 cm,且较Smart3D,VisualSFM和COLMAP软件能更精确地表示数据的原始姿态。综上,CSC方法可为带状区域无人机影像自检校空中三角测量提供一种有效的方案,具有较强的实践应用价值。

基于近景影像自检校光束法平差的数码相机检校

近景摄影测量大多采用数码相机采集影像,方便快速易操作。而数码相机参数在使用过程中由于碰撞和震动会不断变化,因此使用时必须对相机参数进行检校获取其精确值。本文将相机参数引入到光束法平差中,与影像参数和地面点坐标同时计算,以获取其准确值,并以某地区铁路轨道为实验区,采集影像进行平差计算。实验表明:控制点坐标解算精度不超过1mm,相机参数精确稳定,能够达到相机检校的目标。

利用二维DLT及光束法平差进行数字摄像机标定

利用共线方程和二维DLT之间的对应关系导出了由二维DLT的 8个参数表达的主纵线方程式 ,讨论了主点初值的求解方法 ,给出了单张像片摄像机参数分解不惟一性及临界序列的证明。详细推导了利用二维DLT参数分解摄像机外方位元素初值的实用算法 ,论述了利用光束法平差进行摄像机标定的数学模型。实际图像数据实验取得了很好的结果 。

对偶四元数用于航天线阵遥感影像光束法平差解算

利用对偶四元数可以同时描述位置与姿态的特性,在简化四元数球面线性插值算法的基础上,建立了基于对偶四元数的航天线阵遥感影像的外方位元素模型,且利用该模型设计并实现了光束法平差解算方法。该方法可使用具有约束条件的参数平差法进行迭代求解。利用两个地区的SPOT-5 HRS立体影像进行了对比试验分析,结果表明,提出的基于对偶四元数的光束法平差算法正确可靠,相比于基于欧拉角的平差算法和基于单位四元数的平差算法,有更高的平差计算精度。

利用模拟卫星摄影测量数据按EFP法光束法平差与直接前方交会计算高程的精度比较

首先对文献 [2 ]中的EFP法光束法平差的数学模型作了必要的修改 ,然后利用模拟数据按EFP法进行光束法平差。试验中 ,按外方位元素不同的精度分别计算了光束法平差与直接前方交会高程精度 ,并进行了比较分析。结果表明 ,即使外方位元素达到很高的精度 ,光束法平差依然必要。

直线特征约束的资源3号卫星影像自检校平差

针对控制点获取较困难地区卫星影像定位精度不高的情况,对直线特征作为控制信息提升卫星影像定位精度进行了研究。以"像方直线上任意一点必然位于物方直线和投影中心所构成的平面"作为几何约束条件,通过对直线的参数化表示,建立了基于直线特征的共面模型;在该模型基础上,针对航天传感器的成像特点,分析建立了8标定参数的内方位元素模型和简化的外方位元素模型,最终构建了直线特征约束的卫星影像自检校平差模型。利用资源3号(ZY-3)卫星获取的华盛顿地区数据对构建的平差模型进行实验验证。结果表明,该模型能够解决缺乏地面控制点地区影像定位精度差的问题,可达到与常规自检校平差相同量级的精度。

无检校场的机载LiDAR点云数据检校方法

机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)是集合了多种技术的集成设备,其系统误差对后期产品的影响较大,因此必须对其进行误差检校。传统的检校方法可靠稳定,但对检校场地要求较高,在某些地区难以找到合适的检校场地。基于此,提出一套无检校场的点云检校方法。该方法基于Burman模型和航带平差理论,通过安置角及三维坐标的改正来消除或减少系统误差。对云南小江实验区的验证结果表明,检校后的点云成果数据完全满足1∶2 000比例尺DEM成图要求。

差分摄站坐标约束下的无人机相机自检校

针对微小型测绘无人机搭载的非量测相机姿态变化大、内参数不稳定等问题,提出在精确的摄站坐标约束下,基于SfM算法的相机自检校方法。该方法基于10参数相机成像畸变模型,以最小化重投影误差为目标函数,利用加权LM方法求解相机参数估计值,解算过程采用增量法SfM流程保证解算收敛的速度和稳定性。试验结果表明,在差分GNSS摄站坐标约束下,相机检校参数的可靠性和检校场检校结果相当,可用于无人机非量测相机的高精度检校。

定向片模型描述的“天绘一号”卫星影像区域网平差

针对三线阵相机的成像特点,文章利用卫星辅助数据建立了"天绘一号"卫星三线阵影像的严密成像模型,在常规定向片模型描述外方位元素变化特征的基础上,考虑定向片间的连续平滑制约条件,并将其引入摄影测量光束法平差中,从而构建"天绘一号"卫星三线阵影像光束法平差模型,最后利用真实影像数据进行实验验证。结果表明,在一定数量地面控制点参与条件下,合适的定向片数目选取并顾及定向片间的连续平滑制约条件,检查点能够达到平面方向约为1.5个像元、高程方向优于1个像元的定位精度,验证了该文所建模型的正确性和有效性。

建筑摄影测量中相机检校方法的改进和比较

对建筑摄影测量中的直接线性变换、经典两步法及自检校光束法平差等常用相机检校方法进行了改进,建立了更为全面的像差修正模型。通过实例解算,对比了各检校方法的合理性和精确性,证明了改进两步法比经典两步法更加合理,而改进自检校光束法平差的检校结果精度最高。

基于定向片模型的SPOT-5遥感影像自检校光束法平差

本文通过建立内方位自检校模型,利用定向片模型对外方位元素进行内插建模,建立了基于定向片模型的自检校光束法平差,研究不同控制点数量和不同定向片间隔对定位精度的影响,并利用河南嵩山地区SPOT-5遥感影像数据对模型进行了实验验证和分析,结果表明,平面精度可以达到10.06m,高程精度可以达到8.84m。

基于室外检校场的航空数码相机检校方法

针对精确检校航空数码相机的应用需求,提出了一种基于室外检校场的航空数码相机检校方法。以共线约束方程为基础,首先详细推导了检校的数学公式;然后以实际的室外检校场为基础,进行数码相机检校实验。实验表明,检校过程收敛,且2组数据的相机检校结果较为吻合,证明了检校方法的可行性和有效性;由检校后所得的相机内外参数解算检查点的空间坐标,并与实测坐标比较,平面和高程中误差分别为0.039和0.170,证明检校结果具有较高的精度。