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1.
The determination of the attitude, the position and the intrinsic geometric characteristics of the camera is recognised as the fundamental photogrammetric problem. It can be summarised as the determination of camera interior and exterior orientation parameters, as well as the determination of 3D coordinates of object points. The term "exterior orientation"of an image refers to its position and orientation related to an exterior (object space) coordinate system. Several methods can be applied to determine the parameters of the orientation of one, two or more photos. The orientation can be processed in steps (as relative and absolute orientation) but simultaneous methods (such as bundle adjustments) are now available in many software packages. Several methods have also been developed for the orientation of single images. They are based in general on geometric and topological characteristics of imaged objects.
This paper presents a survey of classical and modern methods for the determination of the exterior parameters in photogrammetry, some of which are available as software packages (with practical examples) on the Internet. The methods presented are classified in three principal groups. In the first, a selection of approximate methods for applications that do not require great accuracy is presented. Such methods are also used to calculate values required for iterative processes. In the second group, standard point–based methods derived from collinearity, coplanarity or coangularity conditions are briefly reviewed, followed by line–based approaches. The third group represents orientation methods based on constraints and on concepts of projective geometry, which are becoming of increasing interest for photogrammetrists. In the last section, the paper gives a summary of existing strategies for automatic exterior orientation in aerial photogrammetry. 相似文献
This paper presents a survey of classical and modern methods for the determination of the exterior parameters in photogrammetry, some of which are available as software packages (with practical examples) on the Internet. The methods presented are classified in three principal groups. In the first, a selection of approximate methods for applications that do not require great accuracy is presented. Such methods are also used to calculate values required for iterative processes. In the second group, standard point–based methods derived from collinearity, coplanarity or coangularity conditions are briefly reviewed, followed by line–based approaches. The third group represents orientation methods based on constraints and on concepts of projective geometry, which are becoming of increasing interest for photogrammetrists. In the last section, the paper gives a summary of existing strategies for automatic exterior orientation in aerial photogrammetry. 相似文献
2.
传统的后方交会最小二乘解法需要良好的外方位元素初值。在无初值或者初值不够精确的情况下,最小二乘迭代不容易收敛。在近景摄影测量或者计算机视觉等领域,往往不提供良好的初值,无法适用传统的后方交会解法。针对上述情况,本文提出了一种基于单应性矩阵的后方交会直接解法,在不需要初值的情况下,获取外方位元素的直接解。该方法根据单应性矩阵所描述的平面几何关系,利用单应性矩阵内在的约束条件,将后方交会问题转换为一个二元二次方程组的求解问题。该方法受舍入误差影响小,在无偶然误差的情况下,解算精度能达到10–9量级,能够避免传统直接解法计算复杂的问题,为传统的平差迭代解法提供良好的初值。此外,在多个控制点共面的情况下,该方法能够直接获得外方位元素的精确解。实验结果表明:在各种不同倾角拍摄的情况下,该方法均能够获得稳定的外方位元素,为后续的后方交会最小二乘算法提供良好的初值。采用本文方法计算的初值参与平差,能够达到与人工给定初值平差一致的精度,且迭代收敛速度是人工给定初值平差的2倍以上。在控制点共面的情况下,该方法的反投影精度能够达到亚像素级,且精度优于大部分主流的直接解法。 相似文献
3.
以日本ALOS卫星为例,分析了线阵推扫式卫星影像成像特征,从理论上阐述利用严密成像几何模型建立卫星影像像点与物点之间的成像几何关系,并利用光束法区域网平差技术对影像几何精度进行真实性检验的方法。在实验部分,基于中国嵩山遥感几何定标场的参考数据,对ALOS卫星影像的几何精度进行了验证,获取了它的有控和无控的定位精度,并用解算的外方位元素建立立体模型,检测不同地形生成DEM精度。 相似文献
4.
面阵相机和线激光扫描仪的组合在移动测量、自动驾驶、机器人等领域中得到了广泛应用。影像纹理和激光深度数据融合的首要问题是两种传感器的外参标定。对此,提出了一种融合多种约束条件的相机和线激光外参标定算法。该算法建立激光扫描线与V型棋盘平面间的点-面、线-面、点-线等多种约束求解和优化激光与相机间的外参,减少了激光点和像点噪声对结果的影响。实验结果表明,该算法相较于之前的算法有更高的精度和鲁棒性。并通过计算激光交点到V型棋盘面交线的距离,提出了定量评价激光与相机外参精度的标准。 相似文献
5.
基于对偶四元数可统一描述位置与姿态的特点,提出了利用对偶四元数求解线阵卫星遥感影像外方位元素的方法。该方法使用对偶四元数的实部描述传感器的姿态,并利用对偶部和实部共同描述成像传感器的位置。通过对位置和姿态的内插建立了基于对偶四元数的外方位元素模型。为减少运算,将球面线性插值进行化简,进而建立了基于线性插值的成像几何模型。为求解外方位元素,首先对共线条件方程进行了线性化,然后通过矩阵微分运算推导了线元素的虚拟观测方程,并根据误差传播定律确定其权值,最终采用具有约束条件的参数平差法求解外方位元素。试验结果表明本文方法正确可靠,与采用欧拉角和单位四元数的外方位元素求解方法相比,有更高的参数解算精度,同时也表明了准确的初值和虚拟观测方程对外方位元素求解的必要性。 相似文献
6.
This work describes a calibration process for inexpensive consumer cameras integrated into a low cost and compact aerial multi-view imager for remote sensing and photogrammetry. The main advantage of this design is to make the filming component lightweight and rapidly deployable, as well as reducing cost when compared with mainstream commercial oblique imagery. An in situ flight test was carried out in Guiyang. In that experiment, a meridian convergence-based approach was adopted to adjust preprocessing, the residue error and the captured images’ exterior orientation linear and angular parameters were calculated by means of the direct geo-referencing approach yielding a favorable outcome for exterior orientation linear parameters of the camera, around 0.2–0.3 m deviation from the actual measured results at 1000 m flight above ground level. The camera’s exterior orientation angular parameters φ, ω whose difference compared with the standard aerial aero triangulation approach reached a high accuracy level within the intended endurance of 0.005°. These results indicate that the compact implementation of the oblique aerial imager comprised of consumer level off-the-shelf digital cameras achieved competitive accuracy at a low cost and high versatility. 相似文献
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CE-1立体相机与激光高度计数据联合平差 总被引：1，自引：0，他引：1
CE-1三线阵立体相机和激光高度计主要用于获取月球形貌信息.CE-1沿轨运动过程中,可同时获取高分辨率的三线阵扫描影像和高精度的激光测高数据.在分析立体影像与激光高度计数据不一致性的基础上,为提高定位精度,将激光测距数据引入三线阵立体影像光束法平差处理.本文提出一种改进的外定向参数模型,采用3阶Lagrange多项式模型(LPM)建立外定向线元素内插模型,采用四元数球面线性内插建立外定向角元素模型,并根据改进模型建立激光高度计数据与影像数据的联合平差数学模型.试验表明,本文立体相机和激光高度计数据联合平差模型是有效的. 相似文献
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基于SWDC-5航摄仪获取的数据,探讨倾斜像片定位定姿的方法,通过建立POS、下视相机、斜视相机间的相对关系模型,给出POS辅助SWDC-5倾斜像片直接地理定位技术流程。通过实际航飞数据计算得到的倾斜像片外方位元素可用于三维房屋模型纹理映射,经试验验证该方法正确、可行。 相似文献
10.
GPS／INS直接定向精度分析 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来,GPS／INS融合技术在国内逐渐被应用于航空摄影测量中,利用其直接获得外方位元素,从而减少外业控制点。通过试验,在DMC数码相机同高精度的GPS／INS系统联结下,直接获取了试验区的外方位元素,并对GPS／INS数据直接定向的精度进行分析和总结,得出了一些有益的结论。 相似文献
11.
一种基于物方几何约束的线阵推扫式影像坐标反投影计算的快速算法 总被引：1，自引：1，他引：1
根据物点坐标计算其对应的像点坐标即坐标反投影计算,是线阵推扫式影像处理的基础.由于线阵推扫式影像多中心成像的特点,必须通过迭代计算物点在成像时刻对应的扫描行,然后再精确计算物点对应的像点坐标,因此,坐标反投影计算的效率直接影响线阵推扫式影像的处理效率.本文提出一种基于物方几何约束的线阵推扫式影像坐标反投影计算的快速算法.该算法采用了一种高效的基于物方投影几何约束的最佳扫描线搜索策略,基于线阵推扫式影像特有的摄影几何约束,将传统的基于CCD探元焦平面坐标约束的像方迭代搜索过程,转化为基于各扫描行中心投影面约束关系的物方简单几何计算的搜索过程,从而有效地避免了传统像方搜索策略中基于严密传感器数学模型的繁琐计算,有效减少了最佳扫描线搜索的计算量.通过对机载和星载推扫式影像数据的实验,验证了该算法的可行性、精确性和高效性. 相似文献
12.
为了找到适合天绘一号卫星三线阵相机在轨几何精化的模型和算法,首先分析了外方位线元素误差在几何参数精化中的影响,然后通过对定姿数据的预处理,消除了其中含有的高频噪声,并用正弦函数补偿了卫星平台飞行过程中的低频抖动,为三线阵相机每个镜头设计了姿态角常差模型。此外,根据传统的附加参数模型,构建了直接以像素坐标为观测值的内方位元素模型,并使用单侧有控外推的方式,确定最佳的精化模型参数组合及求解策略。试验表明,采用本文的精化方案,利用合理分布的控制点,天绘一号能达到平面精度约1 GSD,高程精度约0.8 GSD。 相似文献
13.
Albert K. Chong 《The Photogrammetric Record》2004,19(108):296-310
Generally, a low-cost image-based motion study system consists of a set of two or more video imaging cameras and a set of object space control targets. The control targets are required to provide for the computation of exterior parameters of the video frames of objects in motion. Subsequently, the computed exterior orientation parameters are used to compute the position of the motion targets. In general, the accuracy of the motion data is dependent largely on the accuracy of the 3D coordinates of the control targets, the computed camera and lens parameters and the frame rate of the camera. Obviously, it is difficult to improve the frame rate of a low-cost camera; however, the other factors may be optimised analytically. Optimising the accuracy of the control targets is a straightforward process and is discussed briefly in the paper. Optimising the computed camera and lens parameters was the main focus of the research. Consequently, the paper provides the detail of the developed optimising technique. The results show that an optimal principal distance and other lens parameters can be determined by analysing the error of a set of highly accurate object distances. The evaluation shows that the accuracy of the video motion study system can be improved by as much as six times or a reduction of scaling error from 1·06 to 1·01. 相似文献
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相机的外方位元素是摄影测量立体重建的重要参数。通过3维直接线性变换,利用3维控制场可以很容易地确定相机的外方位元素。文中提出并推导了在2维控制场的条件下,利用2维直接线性变换和共线方程之间的关系分解出相机外方位元素的实用算法。实验结果验证了该算法的正确性和可行性。 相似文献
15.
舒宁 《武汉大学学报(信息科学版)》1992,(3)
由于SPOT卫星影象的行中心投影成象方式和外方位元素时序变化特点,在实施严密数字几何校正的过程中,直接法的应用显示了很大的优越性。为此,本文提出了应用直接法的原理和方法,指出了技术关键和确保锚点坐标解算精度和可靠性的方法。由于直接法可较精确地确定锚点所在行的外方位元素,不需要迭代计算,因而不仅计算速度快,而且从实验结果包括锚点坐标计算精度,锚点网格内插精度估计和几何校正结果之正射影象精度的分析都表明直接法优于间接法,证实了所提出的原理方法的合理性和正确性。 相似文献
16.
针对航空高光谱数据几何畸变严重的问题,该文探索了利用POS数据辅助航空高光谱影像几何校正的研究现状,分析了基于POS系统的导航数据的线阵推扫高光谱数据解算成像瞬间外方位元素的原理,以及行方位数据支持的线中心投影影像通过改进的共线方程方法几何校正的过程,实现了无地面控制点数据的直接几何校正。采用高光谱影像分块处理方法,实现了高吞吐快速几何校正。HySpex SWIR-384高光谱影像的实验结果表明,该文的校正算法可达到9.15m的绝对定位精度,最终利用少量地面控制点进行几何精校正,其均方根误差达到0.93m。 相似文献
17.
本文从理论上分析了以全数字化方法从SPOT影象提取高程信息关键环节上的问题和所采取的方法。根据影象成象特点,采用时序变化的外方位元素数学模型,其中精确选取控制点、合理选取初值和确定等效焦距、线元素和角元素分开解算迭代是十分重要的措施。采用新的数据组织方法可以避免高程内插中的精度损失。利用卫星影象特点,实现由粗到精的多级影象匹配,同时引人改化的高精度最小二乘匹配,使整个匹配过程既保障了可靠性又满足精度要求。马赛地区SPOT象对窗的DEM生成结果表明,在影象质量得到保证,时差不大的前提下,可以达到10米高程精度。 相似文献
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卫星摄影三线阵CCD影像的EEP法空中三角测量（三） 总被引：1，自引：1，他引：0
4 平差方案及模拟数据平差实验4.1 自由网+控制点空中三角测量由前方交会(2.1)式,后方交会(2.2)式以及外方位元素平滑制约条件(2.3)式,可以构成类似经典的光束法空中三角测量,但由于EFP像点坐标是推算出来的,所以控制点不宜直接参与平差过程.于是平差要分成自由网平差及利用控制点作三维线性变换两个步骤.另一方面,卫星摄影中起始角元素大约在±0.5°左右,对于经典空中三角测量,角元素起始近似值均可按零处理.但在EFP平差中,φ角起始值φ0对空中三角测量,像元素起始近似值均可按零处理.在EFP平差中,φ角起始值φ0对整条航线的几何状态影响很大,必须采用特殊的程序预先加以确定.我们采用不断步进φ角值,比较由前方交会及(1.2)式计算的Y视差的均方根值最小者,即作为φ的最佳起始值.平差框图见图4. 相似文献
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卫星摄影三线阵CCD影像的EFP法空中三角测量(一) 总被引：10，自引：2，他引：8
系统地介绍了EFP法空中三角测量的基本思想、EFP像点坐标计算、平差的数学模型和卫生摄影测量的数字模拟,并以模拟数据进行了自由网＋控制点平差、外方位元素量测值参与平差、外方位元素量测值常差的分离以及区域平差等实验计算和实验结果分析。通过研究分析得出结论：（1）三条基线的航线可以保证三线阵CCD影像光束法平差的几何强度;（2）控制点可以布设在航线首末端,二线交会区的高程精度比三线交会区仅低约1.4因子;（3）外方位元素观测值是三线阵CCD影像光束法平差不可缺少的数据,经过平差可以不同程度地提高平差的高程精度。即使外方位元素观测值达到现代的精度,光束法平差的高程精度仍比直接前方交会高,所以三线阵CCD相机比单线阵、双线阵相机在全球性无控制卫星摄影测量或外星球摄影测量方面有更大的优势。 相似文献