基于數(shù)碼相機(jī)的近景攝影測量技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著數(shù)碼相機(jī)的飛速發(fā)展，攝影測量已經(jīng)快步進(jìn)入了數(shù)字?jǐn)z影測量時代，它對整個攝影測量的教學(xué)、科研、生產(chǎn)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響，在這個領(lǐng)域里充滿了生機(jī)與挑戰(zhàn)。數(shù)碼相機(jī)與昂貴的專業(yè)量測相機(jī)相比在價格上有著明顯的優(yōu)勢，并且隨著數(shù)碼相機(jī)的日益廣泛應(yīng)用，其性能越來越高、價格卻越來越低，數(shù)碼相機(jī)在推動攝影測量的普及中正在發(fā)揮著極其重要的作用。 目前，國內(nèi)外的數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)大多數(shù)是建立在量測相機(jī)的基礎(chǔ)上，而量測相機(jī)是專業(yè)相機(jī)，它不僅價格昂

2、貴，而且使用復(fù)雜，不便于推廣。隨著數(shù)碼相機(jī)價格的不斷下降，數(shù)碼相機(jī)在日常生活中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，而且，在價格下降的同時，數(shù)碼相機(jī)的分辨率和鏡頭質(zhì)量以及各種功能都在快速提高。將數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用于近景攝影測量，讓非專業(yè)攝影測量人員了解和掌握相關(guān)的技術(shù)，并能夠?qū)嶋H操作，對于近景攝影測量應(yīng)用的普及具有十分重要的意義。 本文以傳統(tǒng)攝影測量的基本理論為基礎(chǔ)，針對非量測數(shù)碼相機(jī)的特點，對數(shù)字近景攝影測量的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。研究的目的是：通過對

3、數(shù)字近景攝影測量的技術(shù)的研究，解決對非量測數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)定、對應(yīng)點匹配、三維信息的計算等關(guān)鍵問題；對數(shù)字近景攝影測量能達(dá)到的精度進(jìn)行分析，提出提高精度的措施和建議；建立起針對非量測數(shù)碼相機(jī)的數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)，以實現(xiàn)對非量測數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)定、對應(yīng)點匹配和目標(biāo)點三維空間坐標(biāo)計算等功能。本文研究的主要工作包括： (1) 介紹了數(shù)字近景攝影測量的基本理論、方法和步驟，對對應(yīng)點匹配、測量精度進(jìn)行了探討和分析。 (2) 對數(shù)碼相機(jī)的

4、特點和性能進(jìn)行了深入討論和介紹，提出了在近景攝影測量中所使用的數(shù)碼相機(jī)的選擇標(biāo)準(zhǔn)。 (3) 對在數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)定中使用的棋盤格模板角點的識別與定位方法進(jìn)行了深入地研究，提出了一種簡便、實用、有效的棋盤格模板角點自動提取方法，并基于此方法實現(xiàn)了對數(shù)碼相機(jī)的自動標(biāo)定計算。 (4) 認(rèn)真研究了攝影測量中數(shù)字圖像的拍攝過程及獲得高精度攝影測量的先決條件，提出了提高攝影測量精度的有效措施。 (5) 提出了采用平面標(biāo)定模板標(biāo)定

5、立體像對外部參數(shù)的實用方法，并將其應(yīng)用于實際攝影測量中，通過實踐進(jìn)行了驗證。 (6) 將角點特征、外極線約束和灰度相關(guān)條件綜合應(yīng)用于交互式對應(yīng)點匹配，收到了滿意的效果。 (7) 對利用計算機(jī)仿真進(jìn)行攝影測量誤差分析作了嘗試性的探索和研究，為以后的深入研究開辟了一條新途徑。 (8) 設(shè)計并建立了一套實用的數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)，它具有標(biāo)定數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)、計算雙目相機(jī)的相對方位、對應(yīng)點匹配、計算目標(biāo)點的三維空間坐標(biāo)