一种单片摄影任意点坐标解算方法技术

本发明专利技术公开了一种单片摄影任意点坐标解算方法。该技术是在任意地形条件下，对测区进行近水平单片摄影，保证摄影倾角ω＝0，选取镜头视野范围内远处一特征点A和近处一特征点B，利用单片摄影测量原理、电子测距仪测距功能和数学几何关系，针对不同象限内任意兴趣点(X,Y,Z)，假定像片中存在某些特征关系线，利用特征线间满足的特征条件，实现点位坐标之间的相互转换，最终到达单像片解算视场范围内任意兴趣点位的三维坐标的目的。

A method of calculating the coordinates of arbitrary points in a single piece of photography

The invention discloses an arbitrary point coordinate solution method for single shot photography. Under the conditions of arbitrary terrain, the technique is used to make a near horizontal photography of the measured area, which ensures that the angle of the camera is omega = 0, and selects the distant feature point A within the lens field range and a near feature point B, and uses the principle of single chip photogrammetry, the distance measuring function of the electronic range finder and the mathematical geometric relation, aiming at the arbitrary point of interest (X) in different quadrants. Y, Z), it is assumed that there are some characteristic relation lines in the picture, and use the characteristic condition between the feature lines to realize the mutual conversion between the point coordinates, and finally to the single pixel to calculate the three-dimensional coordinates of any point of interest point within the range of the field of view.

【技术实现步骤摘要】
一种单片摄影任意点坐标解算方法一、
本专利技术涉及一种摄影测量解算物方点三维坐标的方法，特别是一种利用单片摄影进行解算的方法，进而实现测区内任意兴趣点物方三维坐标的解算。二、技术背景从国内外发展现状来看，摄影测量技术已被应用在了各行各业之中，其解算模型和方法也是多种多样。到目前为止，摄影测量应用解算模型大部分都是基于像对观测建立的同名像点解算，而摄影测量单片解算一直以来就是个难以突破的难题。就目前摄影测量解算方法来看，都存在着或多或少的缺点和不足，主要体现在：①外业操作较为复杂，需要多次设站，多次摄影。②模型解算时，需要至少两张以上的像片，通过拾取特征点同名像点联立求解，过程本身就较为繁琐。③摄影测量，尤其是地面摄影测量，其解算精度较低，需要改进测量和解算精度。因此，在摄影测量领域，应用像对观测和解算方式存在着很大的不足和繁琐过程，如何寻求一种方便、快捷解算测区内特征点物方三维坐标的方法显得尤为迫切。三、专利技术的内容为了克服以上提到的缺点和不足，实现方便、快捷地解算测区内地面点物方三维坐标，本专利技术提出一种利用单片摄影实现任意物方点三维坐标解算的方法。本专利技术的目的是这样的：在任意地形条件下，对测区进行近水平单片摄影，保证摄影倾角ω＝0，选取镜头视野范围内远处一特征点A和近处一特征点B，利用单片摄影测量原理、电子测距仪测距功能和数学几何关系，假定像片中存在某些特征关系线，实现单像片视场范围内任意兴趣点位的物方三维坐标解算。本项专利技术与现有传统方法相比具有以下优点：(1)外业操作简便，无需提前设置一定数量的特征点或多次拍摄多张像片拼接联合解算，只需保持近水平位置对兴趣区域拍摄一张像片，就完成了外业数据获取；(2)内业解算方便，无需选取过多的特征点参与解算，只需结合远处一个特征点A和近处一个特征点B，就能实现待测区兴趣点的三维坐标解算；(3)原理直观易懂，没有高深复杂的转换模型和数学关系，只是利用单片摄影测量解算，配合测距仪和简单的数学关系，简单易懂。四、附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1单片摄影测量原理取示意图；图2单片摄影第一二象限坐标解算原理示意图。五、具体实施方式：一种单片摄影测量任意点坐标解算方法与现有的摄影测量解算方法相比，在操作方法和解算模型上作了较大的改进和创新，具体是：⑴如图1所示，在任意地形条件下，对待测区进行近水平单片摄影测量，使摄影倾角ω＝0，在视野远处边界位置选择一特征点A和近处一特征点B，保证两个特征点均成像在摄影像片上；⑵如图2所示，确定摄影像片画幅大小为m行×n列像元，在画幅上建立像方坐标系o-uv，坐标原点为o将画幅按逆时针方向划分为一、二、三、四象限，使A点成像在一或二象限，B点成像在三或四象限；⑶针对一二象限内的兴趣点，用电子测距仪测定到特征点A的距离D，假定摄影站点S的物方坐标(0,0,0)，A点物方坐标(XA，YA，ZA)，其对应像点a像方坐标(ua,va)，摄影相机为定焦f，利用数学模型①配合摄影点到特征点A的距离D，通过数学模型②D2＝XA2+YA2+ZA2＝λA2(ua2+f2+va2)，求得λA，进而可确定特征点A的物方坐标⑷由于像片上任意一点i(ui,vi)在S-XYZ坐标系中对应的物方点坐标(Xi,Yi,Zi)满足数学模型③联立数模③中两式，利用最小二乘法求解得到任意像点对应的物方点的三维坐标(Xi,Yi,Zi)；⑺针对三四象限内的兴趣点，同样方法，可借助特征点B，解算三四象限内的兴趣点物方三维坐标(X,Y,Z)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单片摄影任意点坐标解算方法，其特征是：在任意地形条件下，对测区进行近水平单片摄影，使摄影倾角ω＝0，选取镜头视野范围内远处一特征点A和近处一特征点B，利用单片摄影测量原理、电子测距仪测距功能和数学几何关系，实现单像片视场范围内任意兴趣点位的三维坐标解算。

【技术特征摘要】
1.一种单片摄影任意点坐标解算方法，其特征是：在任意地形条件下，对测区进行近水平单片摄影，使摄影倾角ω＝0，选取镜头视野范围内远处一特征点A和近处一特征点B，利用单片摄影测量原理、电子测距仪测距功能和数学几何关系，实现单像片视场范围内任意兴趣点位的三维坐标解算。2.依据权利要求1一种单片摄影任意点坐标解算方法，其特征是：其中，任意点坐标解算的方法如下：⑴确定摄影像片画幅大小为m行×n列像元，在画幅上建立像方坐标系o-uv，坐标原点为将画幅按逆时针方向划分为一二三四象限，使A点成像在一或二象限，B点成像在三或四象限；假定摄影站点S的物...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯仲科，冯泽邦，刘金成，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11