利用平面控制点场进行非量测数码相机标定的方法技术

利用平面控制点场进行非量测数码相机标定的方法，包括以下步骤：利用待标定的数码相机获取控制场的影像；利用边缘提取和图像匹配技术从图像中提取控制点的影像坐标；通过二维直接线性变换和共线方程间的对应关系求出数码相机的内外方位元素初值；按照严密光束法平差原理进行数码相机的高精度标定，从而求得数码相机内外方位元素的精确值；实现非量测数码相机标定。本发明专利技术的优点是不需要传统的很难建立的三维控制场，代之以比较容易实现的二维平面控制点场，实现非量测数码相机的高精度标定。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种利用平面控制点场进行非量测数码相机标定的方法，其特征是：包括以下步骤一、利用待标定的数码相机按照下述方法获取４张以上控制场的影像；以其上标记有４个以上坐标已知的特征点的平面作为平面控制点场，以垂直于平面控制场的直线作为Ｚ 轴，数码相机的主光线与Ｚ轴的夹角不大于３０度；沿Ｚ轴与平面控制点场的交点拍照，对于每张像片，数码相机的位置及三个旋转角则互不相同；二、利用现有技术中的边缘提取和图像匹配技术从图像中提取控制点的影像坐标；三、利用已知的控制点平 面坐标和图像中提取的影像坐标，通过二维直接线性变换和共线方程间的对应关系求出数码相机的内外方位元素初值；二维直接线性变换表示的是空间平面和像平面间的映射关系＊＊＊其中Ｈ＝（ｈ↓［１］，ｈ↓［２］，ｈ↓［３］，ｈ↓［４ ］，ｈ↓［５］，ｈ↓［６］，ｈ↓［７］，ｈ↓［８］）↑［Ｔ］为二维直接线性变换的八个变换参数，Ｘ，Ｙ为平面控制点空间坐标，ｘ，ｙ为相应的像坐标。当像片点数大于４个时，可将上式进行适当变换，通过解超定方程ＡＨ＝０求得二维直接线性变换参数； 摄影测量中最常用的共线方程为：＊＊＊其中ｘ↓［０］，ｙ↓［０］，ｆ为摄像机的内方位元素，即主点和焦距；（Ｘ↓［Ｓ］，Ｙ↓［Ｓ］，Ｚ↓［Ｓ］）为摄站坐标；（Ｘ，Ｙ，Ｚ）为物方空间坐标；（ｘ，ｙ）为相应的像点坐标；Ｒ＝｛ａ↓ ［ｉ］，ｂ↓［ｉ］，ｃ↓［ｉ］，ｉ＝１，２，３｝为摄影测量中常用的旋转角φ，ω，ｋ构成的旋转矩阵；对于平面场而言，坐标系建立在控制场中心，则Ｘ，Ｙ轴在平面内，Ｚ轴与平面垂直，此时所有控制点的Ｚ坐标为零；将共线方程进行变换即可得到与二 维直接线性变换相同的表达形式，因而每一项都可由二维直接线性变换参数表示；根据旋转矩阵的性质ａ↓［１］↑［２］＋ａ↓［２］↑［２］＋ａ↓［３］↑［２］＝１和ｂ↓［１］↑［２］＋ｂ↓［２］↑［２］＋ｂ↓［３］↑［２］＝１可得：（ｈ↓［１ ］ｈ↓［８］－ｈ↓［２］ｈ↓［７］）（ｈ↓［１］ｈ↓［７］－ｈ↓［７］↑［２］ｘ↓［０］＋ｈ↓［２］ｈ↓［８］－ｈ↓［８］↑［２］ｘ↓［０］）＋（ｈ↓［４］ｈ↓［８］－ｈ↓［５］ｈ↓［７］）（ｈ↓［４］ｈ↓［７］－ｈ↓［７］↑［２］ｙ↓［０］＋ｈ↓［５］ｈ↓［８］－ｈ↓［８］↑［２］ｙ↓［０］）＝０　对于两张以上像片，利用上式求解主点（ｘ↓［０］，ｙ↓［０］）的初...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永军，张剑清，张祖勋，吴百川，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]