图像全站仪系统若干技术问题研究及应用
|
摘要
图像全站仪系统是近几年出现的一种新的数字近景摄影测量系统,在图像全站仪内部集成有广角和长焦两个CCD相机,它可以实现真正的“无接触测量”。本文研究了该系统的组成及其工作模式,对系统的理论基础进行了深入剖析。本文还分析了图像全站仪系统相机检校软件PI-Calib的检校原理,并针对原方法的不足提出了基于LCD的相机检校新方法,使相机检校更方便、快捷。同时,分别对图像全站仪系统进行了近距离和远距离的建模实验,通过分析实验数据总结出了图像全站仪系统的建模精度,给出了估算公式。最后探讨了该系统在水利水电、土方量测、文物保护和建筑物建模领域的应用。
Recent years, it appears a new digital close-range photogrammetry system called Image Total Station System. There are two CCD cameras inside the image total station, which can realize real 'no-touch measurement'. The essay studies the constitution of system and work mode, also its basic theory. It also analyzes the principal of software PI-Calib for camera calibration, which is a part of Image Total Station System. Through experiment, I find some its shortages, and put forward a new camera calibration method based on LCD. That makes the work more convenient and faster. I carry on some close-distance and long-distance experiments. Through analyzing the data, it sums up the model precision created by the Image Total Station System and put forward the estimated formula. Finally, it discusses the system's applications on water conservancy, square measurement, cultural protection and building modeling.
Recent years, it appears a new digital close-range photogrammetry system called Image Total Station System. There are two CCD cameras inside the image total station, which can realize real 'no-touch measurement'. The essay studies the constitution of system and work mode, also its basic theory. It also analyzes the principal of software PI-Calib for camera calibration, which is a part of Image Total Station System. Through experiment, I find some its shortages, and put forward a new camera calibration method based on LCD. That makes the work more convenient and faster. I carry on some close-distance and long-distance experiments. Through analyzing the data, it sums up the model precision created by the Image Total Station System and put forward the estimated formula. Finally, it discusses the system's applications on water conservancy, square measurement, cultural protection and building modeling.
引文
[1]张祖勋,詹总谦,郑顺义,季铮.摄影全站仪系统[J].测绘通报,2005,187(11):1-5.
[2]覃辉.测量程序与新型全站仪的应用[M].北京:机械工业出版社,2006:175-220.
[3]赵现立.彩屏WinCE智能脉冲全站仪在景观测量中的应用研究[c].visionchina2006机器视觉会议论文集.2006:56-58.
[4]Operation Manual Image Surveying Station PI-3000[EB].2003,TOPCON.
[5]冯文灏.近景摄影测量[M].武汉:武汉大学出版社,2001:15-25.
[6]王之卓.摄影测量原理[M].北京:测绘出版社,1979:28-34.
[7]李德仁,郑肇葆.解析摄影测量[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1992:30-38.
[8]邵铴惠.军事工程摄影测量[M].北京:解放军出版社,1991:35-50.
[9]张祖勋,张剑清.数字摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2006:102-120.
[10]王保丰.交会对接和月球车导航中视觉测量关键技术研究和应用[D].解放军信息工程大学博士论文,2007.
[11]李德仁,郑肇葆.解析摄影测量[M].北京:测绘出版社,1992:134-169.
[12]朱肇光,孙护,崔炳光.摄影测量学[M].北京:测绘出版社,1995:56-63.
[13]张祖勋,张宏伟,张剑清.基于直线特征的遥感影像自动绝对定向[J].中国图象图形学报,2005,10(2):213-216.
[14]Freiburg.Auto calibration from Planar Scenes.1998 European Conference on Computer Vision [C],1998.
[15]冯文灏.关于近景摄影机检校的儿个问题[J].测绘通报,2000,152(10):1-3.
[16]Batista J.Explicit Monoplane Camera Calibration[C].Institute of Svstenls and Robotics.Department of Electrical Engineering University of Coimbra,Portugal,1996.
[17]Chen FJ.Application of Least—Squares Adjustment Technique to Geometric Camera Calibration and Photogram metric Flow Visualization[C].ISA 43rd International Instrumentation Symposium,1997.
[18]侯文广,商浩亮,冯文灏.二维控制场建立中的关键技术研究[J].测绘科学,2006,203(2):44-46.
[19]Operation Manual PI-Calib Camera Calibration Software[EB].2003,TOPCON.
[20]黄桂平.数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D].天津大学博士论文,2005.
[21]邱茂林.计算机视觉中摄像机定标综述[J].自动化学报,2000,26(2):43-55.
[22]王保丰.计算机视觉工业测量系统的建立与检校[D].解放军信息工程大学硕士论文,2004.
[23]常本义.关于非量测数字相机内方位元素和像差的测定与改正[J].西安测绘研究所学报,1999,35(2),9-13.
[24]冯文灏,李建松,闫利.基于二维直接线性变换的数字相机畸变模型的建立[J].武汉大学学报-信息科学版,2004,29(3):254-258.
[25]李建松.内参数不等的近景摄影测量网的优化[D].武汉大学博士学位论文,2003.
[26]冯文灏.一种测定普通相机畸变差的方法[J].测量员,1988,13(4):20-23.
[27]马颂德,张正友.计算机视觉—计算理论与算法基础[M].北京:北京科学出版社,1998:93-99.
[28]黄桂平,李广云,王保丰.单目视觉测量技术研究[J].计量学报,2004,26(3):86-89.
[29]范生宏.工业数字摄影测量中人工标志的研究与应用[D].解放军信息工程大学硕士论文,2006.
[30]荣观澳.计算机图像处理[M].北京:清华大学出版社,2000:78-93.
[31]杜倩,陈朝.图形图像处理实用基础教程[M].西安:电子科技大学出版社,2006:165-172.
[32]于起峰,陆宏伟,刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测量[M].北京:科学出版社,2002:105-120.
[33]冯文灏.工业测量中特高精度控制网的建立方法[J].武汉测绘科技大学学报,1999,56(2):119-123.
[34]冯文灏.工业测量中标准尺的几种应用[J].测绘通报,2003,123(3):40-44.
[35]吴翼麟,孔祥元.特种精密工程测量[M].北京:测绘出版社,1993:158-163.
[36]冯文灏.建立特高精度工业测量控制网时高程的精密测定方法[J].武汉测绘科技大学学报,2000,63(1):70-73.
[37]李建松,冯文灏.大型钢结构部件的高精度检测与放样系统[J].钢结构,2001,30(6):32-35.
[38]Atkinson.Developments in Close-range Photogrammetry[M].London:Applied Science Publishers,1980:56-80.
[39]冯文灏.工业测量[M].武汉:武汉大学出版社,2004:10-19.
[40]http://www.huayu.com.cn.
[41]徐敬海,李明峰,刘伟庆.一种基于DEM的土方计算方法[J].南京建筑工程学院学报,2002,29(1):40-43.
[42]林伟琦.土方量的测算及其精度分析[J].南方金属,2001,33(10):50-52.
[2]覃辉.测量程序与新型全站仪的应用[M].北京:机械工业出版社,2006:175-220.
[3]赵现立.彩屏WinCE智能脉冲全站仪在景观测量中的应用研究[c].visionchina2006机器视觉会议论文集.2006:56-58.
[4]Operation Manual Image Surveying Station PI-3000[EB].2003,TOPCON.
[5]冯文灏.近景摄影测量[M].武汉:武汉大学出版社,2001:15-25.
[6]王之卓.摄影测量原理[M].北京:测绘出版社,1979:28-34.
[7]李德仁,郑肇葆.解析摄影测量[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1992:30-38.
[8]邵铴惠.军事工程摄影测量[M].北京:解放军出版社,1991:35-50.
[9]张祖勋,张剑清.数字摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2006:102-120.
[10]王保丰.交会对接和月球车导航中视觉测量关键技术研究和应用[D].解放军信息工程大学博士论文,2007.
[11]李德仁,郑肇葆.解析摄影测量[M].北京:测绘出版社,1992:134-169.
[12]朱肇光,孙护,崔炳光.摄影测量学[M].北京:测绘出版社,1995:56-63.
[13]张祖勋,张宏伟,张剑清.基于直线特征的遥感影像自动绝对定向[J].中国图象图形学报,2005,10(2):213-216.
[14]Freiburg.Auto calibration from Planar Scenes.1998 European Conference on Computer Vision [C],1998.
[15]冯文灏.关于近景摄影机检校的儿个问题[J].测绘通报,2000,152(10):1-3.
[16]Batista J.Explicit Monoplane Camera Calibration[C].Institute of Svstenls and Robotics.Department of Electrical Engineering University of Coimbra,Portugal,1996.
[17]Chen FJ.Application of Least—Squares Adjustment Technique to Geometric Camera Calibration and Photogram metric Flow Visualization[C].ISA 43rd International Instrumentation Symposium,1997.
[18]侯文广,商浩亮,冯文灏.二维控制场建立中的关键技术研究[J].测绘科学,2006,203(2):44-46.
[19]Operation Manual PI-Calib Camera Calibration Software[EB].2003,TOPCON.
[20]黄桂平.数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D].天津大学博士论文,2005.
[21]邱茂林.计算机视觉中摄像机定标综述[J].自动化学报,2000,26(2):43-55.
[22]王保丰.计算机视觉工业测量系统的建立与检校[D].解放军信息工程大学硕士论文,2004.
[23]常本义.关于非量测数字相机内方位元素和像差的测定与改正[J].西安测绘研究所学报,1999,35(2),9-13.
[24]冯文灏,李建松,闫利.基于二维直接线性变换的数字相机畸变模型的建立[J].武汉大学学报-信息科学版,2004,29(3):254-258.
[25]李建松.内参数不等的近景摄影测量网的优化[D].武汉大学博士学位论文,2003.
[26]冯文灏.一种测定普通相机畸变差的方法[J].测量员,1988,13(4):20-23.
[27]马颂德,张正友.计算机视觉—计算理论与算法基础[M].北京:北京科学出版社,1998:93-99.
[28]黄桂平,李广云,王保丰.单目视觉测量技术研究[J].计量学报,2004,26(3):86-89.
[29]范生宏.工业数字摄影测量中人工标志的研究与应用[D].解放军信息工程大学硕士论文,2006.
[30]荣观澳.计算机图像处理[M].北京:清华大学出版社,2000:78-93.
[31]杜倩,陈朝.图形图像处理实用基础教程[M].西安:电子科技大学出版社,2006:165-172.
[32]于起峰,陆宏伟,刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测量[M].北京:科学出版社,2002:105-120.
[33]冯文灏.工业测量中特高精度控制网的建立方法[J].武汉测绘科技大学学报,1999,56(2):119-123.
[34]冯文灏.工业测量中标准尺的几种应用[J].测绘通报,2003,123(3):40-44.
[35]吴翼麟,孔祥元.特种精密工程测量[M].北京:测绘出版社,1993:158-163.
[36]冯文灏.建立特高精度工业测量控制网时高程的精密测定方法[J].武汉测绘科技大学学报,2000,63(1):70-73.
[37]李建松,冯文灏.大型钢结构部件的高精度检测与放样系统[J].钢结构,2001,30(6):32-35.
[38]Atkinson.Developments in Close-range Photogrammetry[M].London:Applied Science Publishers,1980:56-80.
[39]冯文灏.工业测量[M].武汉:武汉大学出版社,2004:10-19.
[40]http://www.huayu.com.cn.
[41]徐敬海,李明峰,刘伟庆.一种基于DEM的土方计算方法[J].南京建筑工程学院学报,2002,29(1):40-43.
[42]林伟琦.土方量的测算及其精度分析[J].南方金属,2001,33(10):50-52.