相對(duì)定向--課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告相對(duì)定向元素計(jì)算2010 年 5 月 15 日1 設(shè)計(jì)任務(wù) -32 作業(yè)原理 -33 已知條件及數(shù)據(jù)-34 作業(yè)過(guò)程 -35 程序流程 - 46 源程序 - 57 計(jì)算結(jié)果 - 108心得體會(huì)與建議- 101 設(shè)計(jì)任務(wù)采用連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向方法，計(jì)算出兩張像片的相對(duì)定向元素，并運(yùn)用一種高級(jí)語(yǔ)言解決此問(wèn)題。2作業(yè)原理 解析法相對(duì)定向原理：根據(jù)同名光線(xiàn)對(duì)對(duì)相交這一立體像對(duì)內(nèi)在的幾何關(guān)系，通過(guò)量測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)，用解析計(jì)算的方法解求相對(duì)定向元素，建立與地面相似的立體模型，確定模型點(diǎn)的三維坐標(biāo)。相對(duì)定向的共面條件：B（S1a1S2a2）=0，即F=連續(xù)像對(duì)的相對(duì)定向：連續(xù)像對(duì)法相對(duì)定向是以左像片

2、為基準(zhǔn)，求出右像片相對(duì)于左像片的五個(gè)定向元素.為了統(tǒng)一單位，吧bY，bZ兩個(gè)基線(xiàn)元素改為角度形式表示，如下，和為極限的偏角和傾角。將上式代入共面條件方程，B=mb ，F(xiàn)= =03已知條件及數(shù)據(jù)在一個(gè)航帶內(nèi)相鄰兩張像片上分別量測(cè)了6對(duì)同名點(diǎn)的像平面坐標(biāo)，f=24mm，數(shù)據(jù)如下：點(diǎn)號(hào)左片右片x(mm)y(mm)x(mm)y(mm)1-6.0911.983-5.564-3.20227.0980.9247.694-2.83034.5381.0685.098-2.87846.8581.2087.429-2.5785-10.050-0.514-9.152-5.6426-8.0891.293-7.441-3

3、.9814作業(yè)過(guò)程 41原始數(shù)據(jù)的輸入及像點(diǎn)坐標(biāo)的預(yù)處理把在像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)儀器上量測(cè)出的各定向點(diǎn)的坐標(biāo)換算成以像主點(diǎn)為原點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)并作系統(tǒng)誤差改正。42確定相對(duì)定向元素的初始值： 對(duì)于連續(xù)像對(duì)法進(jìn)行相對(duì)定向，如果是航線(xiàn)的第一個(gè)像對(duì)，則左像片的角元素為零；若是后續(xù)像對(duì)，則由前一像對(duì)的相對(duì)定向算得本像對(duì)左像片的角元素。右片的三個(gè)角元素的初始值取零，基線(xiàn)分量by、bz也取零，bx取標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位第一點(diǎn)的左右視差，即bx=(x1-x2)1 。43計(jì)算左片的方向余弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣R1，計(jì)算左片各像點(diǎn)的像空間輔助坐標(biāo)系（X1,Y1,Z1）。44計(jì)算右片的方向余弦值，組成旋轉(zhuǎn)矩陣R2，計(jì)算基線(xiàn)分量by和bz。4

4、5計(jì)算右片各像點(diǎn)的空間輔助坐標(biāo)（X2,Y2,Z2），計(jì)算各項(xiàng)點(diǎn)的投影系數(shù)N1，N2和上下視差Q；46逐點(diǎn)組成誤差方程并法化，完成法方程系數(shù)矩陣和常數(shù)項(xiàng)矩陣的計(jì)算。47解法方程，求出相對(duì)定向元素的改正數(shù)。48計(jì)算相對(duì)定向元素的新值。 根據(jù)法方程，由式X=（AtA）-1 ATL解求外方位元素改正數(shù)，并與相應(yīng)的近似值求和，得到外方位元素新的近似值。49檢查所有的改正數(shù)是否小于限值0.00003 rad，如滿(mǎn)足條件，則結(jié)束相對(duì)定向計(jì)算。否則重復(fù)4.44.9。5程序流程6 源程序#include#include#include#include#includeconst int N=6;int i,j,k

5、;double b,x63, y63,z63=0;/求轉(zhuǎn)置矩陣templatevoid Transpose(T1*mat1,T2*mat2,int a,int b)for(i=0;ia;i+)for(j=0;jb;j+)mat2ji=mat1ij;return;/求矩陣的乘積templatevoid Array_mul(T1*mat1,T2 * mat2,T2 * result,int a,int b,int c) int i,j,k;for(i=0;ia;i+)for(j=0;jc;j+)resultij=0;for(k=0;kb;k+)resultij+=mat1ik*mat2kj;ret

6、urn;/求逆矩陣void swap(double *a,double *b)double c; c= *a; *a= *b; *b= c;Inverse(double A55,int n) int i,j,k; double d; int JSN,ISN; for (k=0;kn;k+) d=0; for (i=k;in;i+) for (j=k;jd) d=fabs(Aij); ISk=i; JSk=j; ; ; if (d+1.0=1.0) return 0; if (ISk!=k) for (j=0;jn;j+) swap( &Akj, &AISkj); if (JSk!=k) for

7、 (i=0;in;i+) swap( &Aik, &AiJSk); Akk=1/Akk; for (j=0;jn;j+) if (j!=k) Akj=Akj*Akk; for (i=0;in;i+) if (i!=k) for (j=0;jn;j+) if (j!=k) Aij=Aij-Aik*Akj; for (i=0;i=0;k-) for (j=0;jn;j+) if (JSk!=k) swap( &Akj, &AJSkj); for (i=0;in;i+) if (ISk!=k) swap( &Aik, &AiISk); ; return 1; /原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入void Input()

8、double m;j=0;i=0;ifstream f1(左片各點(diǎn)像空間坐標(biāo).txt);if(!f1)cerr左片各點(diǎn)像空間坐標(biāo).txt file not open!m)xij+=m;if(j=3)i+;j=0;f1.close();cout左片各點(diǎn)像空間坐標(biāo)坐標(biāo)為:endl;for(i=0;i6;i+)for(j=0;j3;j+)if(j%3=0) coutendl; coutsetw(8)xij;coutendl;i=0;j=0;ifstream f2(右片各點(diǎn)像空間坐標(biāo).txt); if(!f2)cerr右片像各點(diǎn)空間坐標(biāo).txt file not open!m)yij+=m;if(j=

9、3)i+;j=0;f2.close();cout右片各點(diǎn)像空間坐標(biāo)坐標(biāo)為:endl;for(i=0;i6;i+)for(j=0;j3;j+)if(j%3=0) coutendl; coutsetw(8)yij;coutendl;b=0.;void main() double a5=0,d5=0, R33, N26,A65, AT56, l61,ATA55,ATl51,DG51; int t=0; Input(); do t+; for(i=0;i5;i+) ai=ai+di; /計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣 R00=cos(a0)*cos(a2)-sin(a0)*sin(a1)*sin(a2); R01=-c

10、os(a0)*sin(a2)-sin(a0)*sin(a1)*cos(a2); R02=-sin(a0)*cos(a1); R10=cos(a1)*sin(a2); R11=cos(a1)*cos(a2); R12=-sin(a1); R20=sin(a0)*cos(a2)+cos(a0)*sin(a1)*sin(a2); R21=-sin(a0)*sin(a2)+cos(a0)*sin(a1)*cos(a2); R22=cos(a0)*cos(a1); /計(jì)算右片各點(diǎn)空間輔助坐標(biāo) for(i=0;i6;i+) for(j=0;j3;j+) zij=Rj0*yi0+Rj1*yi1+Rj2*yi

11、2; for(i=0;i6;i+) N0i=(b*zi2-b*a4*zi0)/(xi0*zi2-zi0*xi2); N1i=(b*xi2-b*a4*xi0)/(xi0*zi2-zi0*xi2); for(i=0;i6;i+)li0=N0i*xi1-N1i*zi1-b*a3; for(i=0;i6;i+) Ai0=-zi0*zi1/zi2*N1i; Ai1=-(zi2+zi1*zi1/zi2)*N1i; Ai2=zi0*N1i; Ai3=b; Ai4=-zi1*b/zi2; Transpose(A,AT,6,5); Array_mul(AT,A,ATA,5,6,5); Inverse(ATA,5

12、); Array_mul(AT,l,ATl,5,6,1); Array_mul(ATA,ATl,DG,5,5,1); for(i=0;i5;i+)for(j=0;j0.00003)|(fabs(d1)0.00003)|(fabs(d2)0.00003)|(fabs(d3)0.00003)|(fabs(d4)0.00003);cout迭代次數(shù)為:tendl; cout未知數(shù)的解為:endl; cout=a0,=a1,=a2,; cout=a3,=a4.endl; ofstream f3(相對(duì)定向元素計(jì)算結(jié)果.txt); if(!f3) cerr相對(duì)定向元素計(jì)算結(jié)果.txt file not op

13、en!endl; exit(1); f3迭代次數(shù)為:tendl; f3相對(duì)定向元素的值為:endl; f3=a0,=a1,=a2,; f3bv=b*a3,bw=b*a4.endl; f3.close();7 計(jì)算結(jié)果迭代次數(shù)為:6相對(duì)定向元素的值為:=-0.,=-0.,=0., bv=0.m,bw=-0.m.8 心得體會(huì)與建議提到心得體會(huì)，首先心里冒出一個(gè)詞“愧疚”。其實(shí)此次作業(yè)和上一次后方交會(huì)比較相似，程序方面也可以沿用上一次的一些函數(shù)和子程序，并且還有了上一次作業(yè)的基礎(chǔ)，在原理和技術(shù)上，都不用很費(fèi)心，相對(duì)難度沒(méi)那么大。但是，此次作業(yè)我又延期了。這點(diǎn)非常不好，跟老師抱歉！其實(shí)更覺(jué)得對(duì)自己感到愧疚，克服不了被困難嚇倒和懶散的毛病。我自己都討厭極了自己這個(gè)毛病，以后一定要改掉這個(gè)壞習(xí)慣。就此次作業(yè)方面，感覺(jué)出現(xiàn)問(wèn)題的有以下方面：1.語(yǔ)言上的選擇。上一次我用的是c語(yǔ)言編程，但是實(shí)為借鑒過(guò)一位高手的程序后編寫(xiě)的，由于大一的時(shí)候?qū)W習(xí)的是c+，在c方面還是有很多地方不足，都要現(xiàn)學(xué)。這次我就想換成c+來(lái)編寫(xiě)，首先是比較熟悉，“有書(shū)可循”，其次是看過(guò)其他同學(xué)的程序后，感覺(jué)在此次的任務(wù)中，用c+較c要更簡(jiǎn)潔，也更我我們熟悉，方便交流。2. 相對(duì)定向元素的初始值的確