立體像對(duì)的相對(duì)定向課件

1數(shù)字?jǐn)z影測量學(xué)PHOTOGRAMMETRY王志勇1數(shù)字?jǐn)z影測量學(xué)PHOTOGRAMMETRY王志勇2[一]立體像對(duì)的基本概念1、立體像對(duì)的定義（StereoPair）由不同攝站獲取的，具有一定影像重疊的兩張像片。S2S1

o1o2Aa1a2Review2[一]立體像對(duì)的基本概念1、立體像對(duì)的定義（Stereo3[一]立體像對(duì)的基本概念2、立體像對(duì)的點(diǎn)、線、面S2S1

ABP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1攝影基線(S1S2)核面（垂核面、主核面）核線（垂核線、主核線）核點(diǎn)同名像點(diǎn)(a1,a2)同名光線(AS1,AS2)同名核線Review3[一]立體像對(duì)的基本概念2、立體像對(duì)的點(diǎn)、線、面S24

A

S1o1P1Ba1S2o2P2a2S2'o2P2a2

AReview[一]立體像對(duì)的基本概念3、立體模型4AS1o1P1Ba1S2o2P2a25外方位元素相對(duì)方位元素絕對(duì)方位元素立體像對(duì)實(shí)際地面立體模型相似模型比例尺任意，方位任意7個(gè)5個(gè)12個(gè)如何答解這些元素?Review5外方位元素相對(duì)方位元素絕對(duì)方位元素相似模型7個(gè)5個(gè)12個(gè)如6第12講

立體像對(duì)的相對(duì)定向(RelativeOrientation)6第12講立體像對(duì)的相對(duì)定向(RelativeOrien7一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理三、相對(duì)方位元素的解算四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理

內(nèi)容安排第12講

立體像對(duì)的相對(duì)定向7一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程內(nèi)8相對(duì)定向定義：恢復(fù)兩光束間相對(duì)方位的工作。解算立體像對(duì)相對(duì)方位元素的工作。目的：建立立體模型。完成標(biāo)志：同名光線對(duì)對(duì)相交（共面－核面）；所有點(diǎn)在其承影面上的上下視差為零。完成手段：解算五個(gè)相對(duì)方位元素。8相對(duì)定向9相對(duì)定向命題：利用五個(gè)以上定向點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)，解算相對(duì)方位元素。已知條件：五個(gè)以上定向點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)。待求：五個(gè)相對(duì)方位元素。思路：找出相對(duì)方位元素與像點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系,即共面條件方程。9相對(duì)定向101、相對(duì)定向解算立體像對(duì)相對(duì)方位元素的工作。一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程101、相對(duì)定向解算立體像對(duì)相對(duì)方位元素的工作。一、相對(duì)定向112、共面條件方程在恢復(fù)兩張像片的相對(duì)方位元素之后，存在的幾何現(xiàn)象是什么？S2S1

AP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程同名光線對(duì)對(duì)相交112、共面條件方程在恢復(fù)兩張像片的相對(duì)方位元素之后，存在的12一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程S2S1

ABP1a2a1P2BWAo1o2n1n2J2J1

同名光線對(duì)對(duì)相交用數(shù)學(xué)語言表達(dá)：攝影基線B與這兩條同名光線滿足共面條件：共面條件的向量表達(dá)式S1、S2、a1、a2四點(diǎn)共面12一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程S2S113S2BS1Aa1a2BZBYBX共面條件的坐標(biāo)分量表達(dá)式連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)相對(duì)方位元素？一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程2、共面條件方程13S2BS1Aa1a2BZBYBX共面條件的坐標(biāo)分量表達(dá)式14S1a1a2ABS2共面條件的坐標(biāo)分量表達(dá)式單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)相對(duì)方位元素？一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程2、共面條件方程14S1a1a2ABS2共面條件的坐標(biāo)分量表達(dá)式單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)15一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程;,,;,,,,221112中的坐標(biāo)在為中的坐標(biāo)在為中的坐標(biāo)；在為XYZSaZ2Y2X2XYZSaZ1Y1X1XYZSSBBBZYX---連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)15一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程;,,;,,,,2216對(duì)共面條件方程的五點(diǎn)說明(1)相應(yīng)光線是否成對(duì)相交與攝影測量坐標(biāo)系的選擇無關(guān)，但適當(dāng)選取可以使共面條件方程式的形式發(fā)生變化，便于實(shí)際應(yīng)用。通常有二種選擇：選左像空系——連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)此時(shí)R1=E，或?yàn)榍跋駥?duì)右片的旋轉(zhuǎn)矩陣；選基線坐標(biāo)系——單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)此時(shí)BY=BZ=0一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程16對(duì)共面條件方程的五點(diǎn)說明(1)相應(yīng)光線是否成對(duì)相交與攝影17(2)共面條件方程是相對(duì)方位元素的非線性函數(shù)，要利用它們求解相對(duì)方位元素，必須對(duì)其進(jìn)行線性化。(3)一個(gè)定向點(diǎn)可列一個(gè)方程，要解求五個(gè)相對(duì)方位元素，則必須有五個(gè)以上的定向點(diǎn)。(4)

不需要已知地面控制點(diǎn)。(5)共面條件方程的幾何意義。對(duì)連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)：視差條件對(duì)單獨(dú)系統(tǒng)來說：夾角條件

一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程對(duì)共面條件方程的五點(diǎn)說明17(2)共面條件方程是相對(duì)方位元素的非線性函數(shù)，要利用它181、連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)的共面條件方程2、單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)的共面條件方程S2在S1—XYZ中(BX，BY，Bz)；a1在S1—XYZ中(X1，Y1，Z1)；a2在S2—XYZ中(X2，Y2，Z2)；S2在S1—XYZ中(B，0，0)；a1在S1—XYZ中(X1，Y1，Z1)；a2在S2—XYZ中(X2，Y2，Z2)；如何求解相對(duì)方位元素？??一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程181、連續(xù)像對(duì)系統(tǒng)的共面條件方程2、單獨(dú)像對(duì)系統(tǒng)的共面條件19二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理

連續(xù)法相對(duì)定向是以左像片為基準(zhǔn)，求出右像片相對(duì)于左像片的五個(gè)相對(duì)定向元素：

BY，

BZ，2，2，2

在相對(duì)定向解析計(jì)算時(shí)，通常把基線B改寫為b，b稱為投影基線19二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理連續(xù)法相對(duì)定向20bs1s2bZbYbX

二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理20bs1s2bZbYbX二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理21分析：（1）含有五個(gè)相對(duì)定向元素（2）非線性函數(shù)線性化二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理21分析：線性化二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理22

共面條件方程是相對(duì)方位元素的非線性函數(shù)，需將方程轉(zhuǎn)化為各參數(shù)改正數(shù)的線性方程.二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理將方程改化為：改正數(shù)22共面條件方程是相對(duì)方位元素的非線性函數(shù)，23按泰勒級(jí)數(shù)展開：關(guān)鍵是求偏導(dǎo)數(shù)二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理初始值23按泰勒級(jí)數(shù)展開：關(guān)鍵是求二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理初始值24偏導(dǎo)數(shù)1二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理24偏導(dǎo)數(shù)1二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理25偏導(dǎo)數(shù)2思路二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理25偏導(dǎo)數(shù)2思路二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理26二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理26二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理27顧及點(diǎn)投影系數(shù),得二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理27顧及點(diǎn)投影系數(shù),得二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理28如果再近似取，再將式左右兩側(cè)同乘以則有二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理28如果再近似取29令連續(xù)法相對(duì)定向的解析計(jì)算公式二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理29令連續(xù)法相對(duì)定向的解析計(jì)算公式二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理30二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理30二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理31連續(xù)法相對(duì)定向中

常數(shù)項(xiàng)的幾何意義X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q為定向點(diǎn)上模型上下視差當(dāng)一個(gè)立體像對(duì)完成相對(duì)定向，Q＝0當(dāng)一個(gè)立體像對(duì)未完成相對(duì)定向，即同名光線不相交，Q＝031連續(xù)法相對(duì)定向中

常數(shù)項(xiàng)的幾何意義X1Y1Z1X2Y2Z32三、相對(duì)定向元素的解算分析：相對(duì)定向元素有5個(gè)一個(gè)定向點(diǎn)可以列1個(gè)方程，故至少需要5個(gè)以上的定向點(diǎn)。誤差方程及法方程的建立32三、相對(duì)定向元素的解算分析：誤差方程及法方程的建立33相對(duì)定向的布點(diǎn)方案：134265三、相對(duì)定向元素的解算33相對(duì)定向的布點(diǎn)方案：134265三、相對(duì)定向元素的解算34在處理過程中常把Q視為觀測值三、相對(duì)定向元素的解算34在處理過程中常把Q視為觀測值三、相對(duì)定向元素的解算35量測5個(gè)以上的同名點(diǎn)可以按最小二乘平差法求相對(duì)定向元素三、相對(duì)定向元素的解算35量測5個(gè)以上的同名點(diǎn)可以按最小二乘平差36相對(duì)方位元素的解算過程1、原始數(shù)據(jù)(6個(gè)定向點(diǎn))2、確定相對(duì)方位元素的初始值3、計(jì)算右片的旋轉(zhuǎn)矩陣4、計(jì)算坐標(biāo)5、組誤差方程，并形成法方程6、答解法方程7、計(jì)算相對(duì)方位元素的值三、相對(duì)定向元素的解算36相對(duì)方位元素的解算過程1、原始數(shù)據(jù)(6個(gè)定向點(diǎn))三、相對(duì)37相對(duì)方位元素計(jì)算過程（連續(xù)像對(duì)）37相對(duì)方位元素計(jì)算過程（連續(xù)像對(duì)）38模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算Next前方交會(huì)法38模型點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算Next前方交會(huì)法四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1,Y1,Z1)a2(X2,Y2,Z2)四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2SS1a1a2ABS2四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理S1a1a2ABS2四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理誤差方程四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理誤差方程四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理相對(duì)方位元素的解算過程1、原始數(shù)據(jù)2、確定相對(duì)方位元素的初始值3、計(jì)算左、右片的旋轉(zhuǎn)矩陣4、計(jì)算坐標(biāo)(X1,Y1,Z1)，(X2,Y2,Z2)5、組誤差方程，并形成法方程6、答解法方程7、計(jì)算相對(duì)方位元素的值四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理o1o2135246相對(duì)方位元素的解算過程1、原始數(shù)據(jù)四、單獨(dú)法解析相對(duì)定向原理44一、相對(duì)定向條件方程——共面條件方程二、連續(xù)法解析相對(duì)定向原理三、相對(duì)方位元素的解算四、單獨(dú)法解析相