多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)Lensphoto

1、多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)Lensphoto演講者：聯(lián)系電話：Email：一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介改變傳統(tǒng)的近景攝影手工測(cè)量方式，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)近景攝影測(cè)量的自動(dòng)化工作，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，是完全可能和必要的。Lensphoto多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)正是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)而誕生的。本系統(tǒng)利用張祖勛院士提出的計(jì)算機(jī)視覺(jué)代替人眼的“短基線、多影像攝影測(cè)量”原理，將少量全站儀測(cè)量的高精度點(diǎn)位坐標(biāo)與攝影測(cè)量豐富的影像信息結(jié)合起來(lái)，建立高精度的地形數(shù)字化模型?！岸袒€、多影像攝影測(cè)量”的主要特點(diǎn)是：首先按要求拍攝大量具有較短基線和不同交會(huì)角的序列影像，然后通過(guò)少量物方控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)及其對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)建立

2、空間關(guān)系，從而解算出相機(jī)參數(shù)和影像外方位元素；進(jìn)而計(jì)算出由先進(jìn)匹配算法獲取的大量同名點(diǎn)的空間坐標(biāo)。使用本系統(tǒng)可以大大提高生產(chǎn)效率，降低工作者野外的勞動(dòng)強(qiáng)度。 近景領(lǐng)域跨了五十年的一大步-從人眼雙目觀測(cè)原理到計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理 攝影測(cè)量理論的一個(gè)重大突破Lensphoto是一套全新數(shù)字近景攝影測(cè)量系統(tǒng)。它采用普通定焦單反數(shù)碼相機(jī)對(duì)測(cè)量對(duì)象（區(qū)域）拍攝幾組照片，以全站儀測(cè)出很少量控制點(diǎn)的空間坐標(biāo)，便可以很快的自動(dòng)化生成被測(cè)對(duì)象（整個(gè)區(qū)域）的精確DEM及基于影像的密集點(diǎn)云（DSM）高技術(shù)：1、空間一個(gè)點(diǎn)不再是由兩條光線前交而得，而是 由多條光線前交而得；2、全新的近景攝影測(cè)量原理：多張照片多個(gè)象對(duì) 生成

3、一個(gè)模型，多個(gè)模型整體全自動(dòng)匹配；3、突破傳統(tǒng)的非量測(cè)相機(jī)的直接線性變換的要求， 能夠直接利用航空攝影測(cè)量的自檢校區(qū)域網(wǎng)平差；4、新的機(jī)制：多基線攝影測(cè)量；5、新的數(shù)據(jù)獲取方式：旋轉(zhuǎn)多基線攝影測(cè)量；6、新的影像匹配算法：適應(yīng)于被攝物的空間分布不 連續(xù)，斷裂，遮擋。多基線攝影，多光線交會(huì)Lensphoto軟件數(shù)據(jù)處理流程圖數(shù)據(jù)輸入外業(yè)攝影控制點(diǎn)空三匹配空三測(cè)量及區(qū)域網(wǎng)光束法平差加密匹配DEM-點(diǎn)云-等高線三維表面模型重建輸出：DXF格式輸出：SCS格式立體測(cè)圖、平面測(cè)圖全自動(dòng)化2.1 現(xiàn)場(chǎng)考察拍攝之前應(yīng)該對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，主要包括以下內(nèi)容：a、被拍攝物體周?chē)h(huán)境考察b、選擇拍攝距離和拍攝地點(diǎn)c、根

4、據(jù)被拍攝物體特點(diǎn)和拍攝距離選擇合適相機(jī)鏡頭d、根據(jù)相機(jī)的視場(chǎng)角和被攝物體成像的范圍設(shè)計(jì)控制點(diǎn)分布圖等廣角定焦鏡頭EF28mm f/1.8USM0-80米 標(biāo)準(zhǔn)定焦鏡頭EF50mm f/1.4USM100-200米中遠(yuǎn)攝定焦鏡頭EF85mm f/1.8USM200-400米中遠(yuǎn)攝定焦鏡頭EF100mm f/2USM400-600米遠(yuǎn)攝定焦鏡頭EF135mm f/2LUSM600-800米遠(yuǎn)攝定焦鏡頭EF200mm f/2.8LIIUSM800-1200米2.2制定拍攝計(jì)劃經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察并選取合適的相機(jī)鏡頭之后，就必須制定拍攝計(jì)劃，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容： a、根據(jù)被攝物體特點(diǎn)確定攝站個(gè)數(shù)b、根據(jù)視場(chǎng)

5、角和基線長(zhǎng)度，確定每個(gè)攝站上要拍攝的像片數(shù)根據(jù)被攝對(duì)象周?chē)牡乩憝h(huán)境，至少布置3個(gè)攝站，相應(yīng)的攝站越多越利于內(nèi)業(yè)處理時(shí)提高精度。需要拍攝的相片數(shù)被攝物體的總寬度相幅的寬度的402.3布置控制點(diǎn)為了使拍的的照片可供量測(cè)，并且可提供高的量測(cè)精度，那么我們?cè)谕鈽I(yè)拍攝的時(shí)候必須給所拍攝對(duì)象布置控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)標(biāo)牌的制作 ：控制點(diǎn)中間會(huì)有十字絲，以中心位置作為控制點(diǎn)量測(cè)位置。樣例：布設(shè)守則1：控制點(diǎn)分布均勻。布設(shè)守則2：控制點(diǎn)盡可能布于拍攝物體（測(cè)量對(duì)象）四周?？刂泣c(diǎn)的布設(shè)注意事項(xiàng)：控制點(diǎn)分布示意圖如下：2.4拍攝影像一般我們的拍攝方法有兩種：a、平行攝影 適用于距離較近，寬角攝影。平行攝影的照片重疊度要

6、有80%，且每個(gè)攝站上只攝取一張影象b、旋轉(zhuǎn)攝影 適用于距離較遠(yuǎn)，常角攝影。旋轉(zhuǎn)攝影的重疊度要有60%，且每個(gè)攝站上攝取的相同序號(hào)的相片所拍攝的區(qū)域應(yīng)是同一區(qū)域。拍攝的注意事項(xiàng)：拍攝守則1：被拍攝對(duì)象最好占滿(mǎn)整個(gè)相幅，最少不能少于1/3。拍攝守則2：相鄰攝站距離為拍攝距離的1/10左右為宜。拍攝守則3：拍攝時(shí)相機(jī)鏡頭焦距打到無(wú)窮遠(yuǎn)，選擇手動(dòng)變焦，光圈快門(mén)可以使用自動(dòng)（以拍攝的照片清晰為前提） 如下圖為旋轉(zhuǎn)攝影的一個(gè)攝站拍的照片 ：三、內(nèi)業(yè)部分相機(jī)檢校 工程管理 空三匹配整體平差 控制點(diǎn)量測(cè)加密匹配 生成點(diǎn)云 立體編輯DEM編輯 數(shù)字測(cè)圖 3.1 相機(jī)檢校相機(jī)檢校的目的是設(shè)置相機(jī)參數(shù)，包括：相機(jī)

7、主距f、像主點(diǎn)坐標(biāo)x0，y0、畸變參數(shù)k1 、k2、p1、p2，和像素物理大小。當(dāng)相機(jī)參數(shù)未知時(shí)，可通過(guò)相機(jī)檢校模塊檢校出相機(jī)參數(shù)，相機(jī)檢校之前需要拍攝滿(mǎn)足檢校條件的影像。P.S.本系統(tǒng)檢校模塊只能檢校固定焦距的相機(jī)，變焦相機(jī)不能檢校拍攝網(wǎng)格 建立檢校工程選擇像控點(diǎn) 檢校結(jié)果輸出2 檢校工程 點(diǎn)擊新建工程按鈕后，通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的選擇便可開(kāi)始導(dǎo)入剛才所拍攝的網(wǎng)格3 選擇像控點(diǎn) 單擊按鈕 ,在圖中依次在紅、綠、藍(lán)三個(gè)點(diǎn)上順序按下鼠標(biāo)左鍵確定控制點(diǎn)的坐標(biāo)方位。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提取所有的點(diǎn)的輪廓。依次將所有影像的坐標(biāo)方位全部標(biāo)記出來(lái)。 3.2 工程管理 單擊主界面工程管理、新建打開(kāi)工程，彈出工程文件對(duì)話框

8、，點(diǎn)擊工程菜單下的新建菜單，如右圖所示：導(dǎo)入航片數(shù)： 打開(kāi)影像文件所在路徑，選定全部影像文件：點(diǎn)擊“相機(jī)參數(shù)”按鈕，彈出相機(jī)參數(shù)對(duì)話框，選擇要導(dǎo)入的相機(jī)參數(shù)文件： 填寫(xiě)“總航帶數(shù)”，并且選擇“當(dāng)前航帶號(hào)”與是否“需要旋轉(zhuǎn)航片”；然后在左邊影像文件列表中選擇影像文件，點(diǎn)擊“加到當(dāng)前航帶”按鈕將影像正確添加到各個(gè)航帶中去。 501002009003.3 空三匹配 匹配用于尋找不同影像上的同名點(diǎn)。匹配始前需要人工給定航帶內(nèi)立體像對(duì)的種子點(diǎn)和航帶間相應(yīng)影像的種子點(diǎn)，種子點(diǎn)的目的是給定匹配像對(duì)兩張影像間的概略偏移量。3.4 控制點(diǎn)量測(cè)控制點(diǎn)量測(cè)的目的是精確量測(cè)出控制點(diǎn)的影像坐標(biāo)，為空中三角測(cè)量作準(zhǔn)備。 首先從全站儀或者GPS中導(dǎo)出外業(yè)測(cè)量的三維控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，把導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，整理成包括控制點(diǎn)編號(hào)，三維坐標(biāo)的X,Y,Z，并手動(dòng)的加上一項(xiàng)數(shù)據(jù)，此項(xiàng)為控制點(diǎn)的模板數(shù)據(jù)，一般我們?cè)O(shè)為NULL空。點(diǎn)擊編輯控制,打開(kāi)控制點(diǎn)編輯模塊。根據(jù)外業(yè)的情況，進(jìn)行交換，加點(diǎn)等一系列操作 進(jìn)入控制點(diǎn)量測(cè)主界面在整個(gè)拍攝區(qū)域選擇最少4個(gè)點(diǎn)預(yù)測(cè)出其他點(diǎn)對(duì)預(yù)測(cè)的點(diǎn)進(jìn)行一次整體調(diào)整 3.5 整體平差整體平差的目的是利用攝影測(cè)量空中三角測(cè)量原理精確解算影像外方位元素、模型點(diǎn)空間坐標(biāo)，并能進(jìn)行自檢校。 無(wú)需其他操作，單擊自動(dòng)加密匹配。 3.6 加密匹配 3.7 立體編輯