基于虚拟成像原理的组合相机视场拼接与波段配准方法

1

作者 冯笑宇 李雷 +2 位作者 钟联宇 陈江苏 顾杭 《无线电工程》 2024年第6期1576-1583,共8页

针对宽幅组合相机在交会角过小、平差精度不稳定等方面的挑战,以及多光谱组合相机面临的波段配准技术难题,深入探讨了虚拟成像原理在扩大视场角和提升波谱分辨率方面的实现途径。通过分析和优化组合相机各物理相机间固有的几何关系,将... 针对宽幅组合相机在交会角过小、平差精度不稳定等方面的挑战,以及多光谱组合相机面临的波段配准技术难题,深入探讨了虚拟成像原理在扩大视场角和提升波谱分辨率方面的实现途径。通过分析和优化组合相机各物理相机间固有的几何关系,将多台物理相机的位置和姿态关系视为刚体连接。通过测量不同相机拍摄的影像间的同名像点,解算相机间的几何变换关系并重投影至虚拟成像面,最终实现了各物理相机所获取的独立图像的高效且精确的影像融合,融合的图像符合单中心投影规律。通过优化,扩展了宽幅组合相机的航摄范围,提高了多光谱组合相机的光谱分辨率,尤其在处理无纹理区域和地形起伏场景时展现出卓越的适应性和精确度。实验结果显示,对于宽幅组合相机,该方法的影像拼接精度达到0.31 pixel;对于多光谱组合相机,波段配准精度达到0.25 pixel。证明了虚拟成像技术能够显著提升组合相机数据的处理性能和效率,且与现有摄影测量处理软件系统完全兼容,拓宽了组合相机数据在航空摄影测量领域的应用范围,为地理信息系统的应用提供了新视角。 展开更多

关键词 虚拟成像 波段配准 宽幅相机 多光谱相机 多拼相机 组合相机

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基于标志自动编码的多视组合相机隐式约束标定方法 被引量：6

2

作者 崔红霞 陈丽君 +1 位作者 王宁 李婷婷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期271-280,共10页

为了提高大视场靶标场标志点自动编码的容量和效率,设计自编码标志和普通标志,建立以自编码标志作为编码基准、以普通标志点作为控制点靶标的室内靶标标定场。基于"同名点同编号"的原则,提出自编码标志和普通标志点的自动编... 为了提高大视场靶标场标志点自动编码的容量和效率,设计自编码标志和普通标志,建立以自编码标志作为编码基准、以普通标志点作为控制点靶标的室内靶标标定场。基于"同名点同编号"的原则,提出自编码标志和普通标志点的自动编码方法。该方法能自动实现同名影像标志点与同名物方控制点标志的自动编码映射,避免人工交互设置影像标志点编号,提高了标定的效率。推导出含有隐式约束条件的多视组合相机标定的间接平差模型的一般形式,并用其标定一种由网络摄像头组成的多视相机。实验结果表明:该方法具有标志点编码容量大(可达65535个)、解码效率高、能自动解码的优点;该标定方法的反投影像点平面方均根误差(RMS)小于0.20 pixel且相机之间的相对定向元素波动较小,能够有效地提高多视相机标定的稳健性和精度;该方法可方便地扩展到其他同类多视相机或者全景相机的标定应用中。 展开更多

关键词 机器视觉 多视组合相机 相机标定 相对定向 自编码标志 约束条件

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飞思IQ180相机的组合相机设计与分析 被引量：3

3

作者 秦向南 王慧 +2 位作者 程挺 李烁 满丹 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期490-495,共6页

针对当前大多UAV搭载单个数码相机进行摄影测量时存在的实际问题,详细分析了多面阵组合相机的结构设计。以飞思IQ180相机为例,通过比较双拼组合相机与三拼组合相机的组合方式及各自成像特点,对其相机的组合参数以及相应关系进行探讨;并... 针对当前大多UAV搭载单个数码相机进行摄影测量时存在的实际问题,详细分析了多面阵组合相机的结构设计。以飞思IQ180相机为例,通过比较双拼组合相机与三拼组合相机的组合方式及各自成像特点,对其相机的组合参数以及相应关系进行探讨;并通过对拼接误差与高程精度的影响分析,得出组合相机对高程精度的提高、增大像幅、提高作业效率等方面有明显的优越性,对多面阵数码相机的设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 数码相机 多面阵组合相机 飞思IQ180 拼接误差 高程精度

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无人机载多面阵组合宽角五相机影像拼接技术 被引量：3

4

作者 秦向南 王慧 +1 位作者 李烁 王文杰 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期294-299,共6页

近年来无人机在航空摄影测量中得到广泛应用,且多面阵宽角组合相机与单相机作业模式相比有诸多优势。针对无人机搭载的组合宽角五相机的影像处理问题,提出了实现大像幅影像拼接的方法与技术流程。通过在子影像重叠区域内建立视差方程,... 近年来无人机在航空摄影测量中得到广泛应用,且多面阵宽角组合相机与单相机作业模式相比有诸多优势。针对无人机搭载的组合宽角五相机的影像处理问题,提出了实现大像幅影像拼接的方法与技术流程。通过在子影像重叠区域内建立视差方程,采用最小二乘法整体答解相对角元素修正量,最终得到精确的相对角元素值并作为影像的拼接参数,实现了多面阵组合五相机的影像拼接。 展开更多

关键词 无人机 多面阵组合相机 影像拼接 视差方程 最小二乘法

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UAV低空航测技术研究 被引量：61

5

作者 林宗坚 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2011年第1期5-9,共5页

本文阐述无人飞行器(UAV)低空航测系统不同于普通航空摄影测量的技术特点,具体包括任务目标、飞行平台性能、成像传感器系统组成结构、数据处理的特殊技术等方面,尤其着重阐述了专门针对低空轻小型无人飞行器研制的具有自检校自稳定功... 本文阐述无人飞行器(UAV)低空航测系统不同于普通航空摄影测量的技术特点,具体包括任务目标、飞行平台性能、成像传感器系统组成结构、数据处理的特殊技术等方面,尤其着重阐述了专门针对低空轻小型无人飞行器研制的具有自检校自稳定功能的组合宽角数码相机的设计原理。 展开更多

关键词 UAV 低空航测 组合宽角相机 自检校 MAP—AT

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倾斜航空影像的城市建筑物三维模型构建研究 被引量：56

6

作者 桂德竹 林宗坚 张成成 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2012年第4期140-142,共3页

针对当前城市建筑物三维模型构建的需要,本文提出一套利用无人飞艇载四组合特宽角相机同时实现高精度空中三角测量和建筑物景观三维建模的技术路线。一方面通过基于四相机重叠影像自动匹配的自检校,达到设备轻小型化条件下的精密等效中... 针对当前城市建筑物三维模型构建的需要,本文提出一套利用无人飞艇载四组合特宽角相机同时实现高精度空中三角测量和建筑物景观三维建模的技术路线。一方面通过基于四相机重叠影像自动匹配的自检校,达到设备轻小型化条件下的精密等效中心投影构像,用以支持高精度空中三角测量;另一方面,通过自检校的4个方向倾斜的相机,达到一次飞行同时获得四方向建筑物侧面影像的目的,为城市景观的三维表达、精细建模和可视化提供一种新的、快捷的技术方案。 展开更多

关键词 测量无人机 组合宽角相机 自检校 三维模型 纹理绘制

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无人机双拼相机低空航测系统 被引量：21

7

作者 林宗坚 苏国中 支晓栋 《地理空间信息》 2010年第4期1-3,24,共4页

介绍一种新近研制成功的无人机载双拼组合相机低空航测系统,包括其组成结构、双拼组合宽角数码相机原理、数据处理软件以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程;最后给出示范工程的结果。理论与实践证明,对于同一架飞机、同一地点、... 介绍一种新近研制成功的无人机载双拼组合相机低空航测系统,包括其组成结构、双拼组合宽角数码相机原理、数据处理软件以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程;最后给出示范工程的结果。理论与实践证明,对于同一架飞机、同一地点、同一航高而言,装备双拼相机比装备普通单相机,飞行效率可提高一倍。 展开更多

关键词 UAV 低空航测 组合宽角相机 自检校 MAP-AT

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宽角相机低空航测的精度分析 被引量：17

8

作者 林宗坚 解斐斐 苏国中 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期991-997,1004,共8页

首先从理论上对低空航测精度与相机像场角的关系进行定量分析,得出低空航测应尽可能使用宽角相机的结论;接着指明了单镜头相机扩大像场角的局限和现有市场上的组合宽角相机因重量过大而不适用于低空轻荷载无人机的不足,阐述了笔者研制... 首先从理论上对低空航测精度与相机像场角的关系进行定量分析,得出低空航测应尽可能使用宽角相机的结论;接着指明了单镜头相机扩大像场角的局限和现有市场上的组合宽角相机因重量过大而不适用于低空轻荷载无人机的不足,阐述了笔者研制的具有自检校自稳定功能的组合宽角低空轻小型相机的特点,尤其是实现组合成像静态误差和动态误差自检校的技术原理;针对大比例尺测图的实践,提出通过宽角相机大重叠航空摄影提高低空航测精度的技术建议;最后用典型工程生产数据验证了上述理论分析的正确性。 展开更多

关键词 低空航测 组合宽角相机 二次计算成像 自检校 自稳定 精度分析

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无人飞艇低空航测系统在1:500大比例尺地形图航测中的应用 被引量：12

9

作者 刘明军 林宗坚 苏国中 《遥感信息》 CSCD 2013年第4期69-74,共6页

利用无人飞艇搭载组合宽角相机进行低空低速航空摄影,获取高分辨率、高清晰度、宽像幅、大航摄基高比影像,实现平面和高程测量精度的提高;采用地面标志布设像控标志点,提高坐标量测精度和空三加密精度;采用新的无人飞艇低空航测生产技术... 利用无人飞艇搭载组合宽角相机进行低空低速航空摄影,获取高分辨率、高清晰度、宽像幅、大航摄基高比影像,实现平面和高程测量精度的提高;采用地面标志布设像控标志点,提高坐标量测精度和空三加密精度;采用新的无人飞艇低空航测生产技术,实现满足国家规范要求的航测内业直接采集1∶500地形图平面和高程数据生产方式,解决了长期以来大比例尺航测成图内业高程测量精度达不到要求的难题,提高了航测生产效率,试验表明该技术具有较强的实用性和应用潜力。 展开更多

关键词 无人飞艇 低空航测 组合宽角相机 地面标志点 1 500测图精度

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扩展共线方程结合车载组合全景相机影像区域网平差 被引量：4

10

作者 闫利 王奕丹 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期460-467,共8页

利用扩展共线方程实现组合相机单片影像的空中三角测量,通过该方法来提高全景影像的定位精度。由于组合全景相机中各子相机刚性固定,相机间的相对位姿参数可以精确标定,因此利用扩展共线方程模型,可以将组合全景相机的构像单元从单个子... 利用扩展共线方程实现组合相机单片影像的空中三角测量,通过该方法来提高全景影像的定位精度。由于组合全景相机中各子相机刚性固定,相机间的相对位姿参数可以精确标定,因此利用扩展共线方程模型,可以将组合全景相机的构像单元从单个子相机影像扩展为整个组合相机获取的多张影像。与已有的球模型方法,包括球理想模型和球严密模型方法相比,本文所用的扩展共线方程方法使用各子相机影像像点作为观测值,避免了球模型方法中由各子相机摄影中心不重合导致的球模型投影误差和摄站内重叠区域融合误差。试验结果表明:与球模型方法相比,本文方法无需模型投影和摄站内重叠区域融合等繁琐的处理过程,避免了由其引起的精度损失,保证了空三网稳定性的同时提高了定位精度。 展开更多

关键词 车载组合全景相机 扩展共线方程 相对位姿参数 空中三角测量

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无人机载双拼相机低空航测系统技术研究 被引量：4

11

作者 王妍 朱岩隆 +1 位作者 高伟 付兴举 《测绘与空间地理信息》 2014年第8期214-216,共3页

目前国内大多数无人机航测系统所采用的单相机平面精度可达到要求,但高程精度无法满足大比例尺测图要求。本文主要介绍一种无人机载双拼组合宽角相机低空航测系统,其组成结构、双拼组合宽角数码相机原理、数据处理软件,以及利用该系统... 目前国内大多数无人机航测系统所采用的单相机平面精度可达到要求,但高程精度无法满足大比例尺测图要求。本文主要介绍一种无人机载双拼组合宽角相机低空航测系统,其组成结构、双拼组合宽角数码相机原理、数据处理软件,以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程。它与单相机系统的最大不同点是,通过双拼组合扩大了成像系统的旁向视场角,使得在等同航高条件下,航带影像地面覆盖宽度增加一倍,从而达到提高效率的目的。 展开更多

关键词 无人机 双拼组合宽角相机 低空航测

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组合全景相机多圆柱投影全景拼接方法 被引量：2

12

作者 崔红霞 王雪莹 +1 位作者 赵紫为 张芳菲 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期74-82,共9页

针对360°全景视场的物距不一致性、多相机一个柱面的全景柱面投影方程导致的全景影像拼接误差,以及直接全景拼接方法容易导致“空白”像素的问题,本文提出了一种基于多圆柱投影优化的多相机组合全景柱面间接拼接方法。利用低成本... 针对360°全景视场的物距不一致性、多相机一个柱面的全景柱面投影方程导致的全景影像拼接误差,以及直接全景拼接方法容易导致“空白”像素的问题,本文提出了一种基于多圆柱投影优化的多相机组合全景柱面间接拼接方法。利用低成本网络摄像机设计一个八组合全景相机系统,根据多镜头组合型全景相机的严格成像原理,推导出一套完整的组合全景平面投影与子相机透视投影的间接映射方程;以相邻相机同名特征点的投影一致性为约束条件、以投影误差最小为目标函数,采用梯度下降法求解多个圆柱半径的最优解,将一个圆柱投影的方法拓展为多圆柱投影。实验结果表明,在360°全景视场不一致的情况下,多圆柱组合全景拼接的各重叠区域的最大投影误差不超过1 pixel,均方根误差(RMSE)优于0.27 pixel,拼接精度明显高于一个圆柱投影的传统组合全景拼接方法,达到了视觉上的几何一致性且无空白像素。 展开更多

关键词 成像系统 组合全景相机 间接方法 柱面投影 相机标定 损失函数

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相机前加红外滤光片对相机成像模型的影响 被引量：2

13

作者 董秋雷 胡立华 胡占义 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1598-1603,共6页

为了避免可见光的干扰或适应夜间工作环境,人们往往将红外滤光片装在普通相机前进行红外目标的捕捉.近年来,这种加红外滤波片的"组合红外相机"在空间视觉领域得到了广泛的应用.然而,空间视觉需要建立严格的"组合红外相... 为了避免可见光的干扰或适应夜间工作环境,人们往往将红外滤光片装在普通相机前进行红外目标的捕捉.近年来,这种加红外滤波片的"组合红外相机"在空间视觉领域得到了广泛的应用.然而,空间视觉需要建立严格的"组合红外相机的成像模型",目前还没有文献对该问题予以关注.针对这一问题,首先从理论层面分析这种组合红外相机的成像模型是否符合针孔模型,进而通过实验分析了相机光心到空间直线的距离、滤光片厚度、空间直线与成像直线的夹角、滤光片折射率4个方面因素对其成像模型的影响.理论分析与实验结果均表明,这种组合红外相机,即使原相机的成像模型为理想的针孔模型,其成像模型理论上已不再为针孔模型.当这种组合红外相机用作相机或物体定位等空间视觉问题时,因为这些应用需要依据严格的相机成像模型,所以这种成像模型的"非针孔性"更应该得到注意,以避免由此导致的系统性误差.文中结论可望为相关研究和应用人员提供一些参考. 展开更多

关键词 组合红外相机 成像模型 针孔模型

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基于组合式全景相机的近景摄影测量方法 被引量：1

14

作者 梅文胜 胡帅朋 徐芳 《测绘地理信息》 2016年第5期37-41,共5页

将多台普通数码相机通过机械连接件固定成组合全景相机。在全景控制场内对其进行检校,获得像片之间姿态与投影中心位置的传递值。实际测量时要求至少有3个以上控制点,解算出其中一张像片的位置与姿态,根据相机间的几何关系参数,传递得... 将多台普通数码相机通过机械连接件固定成组合全景相机。在全景控制场内对其进行检校,获得像片之间姿态与投影中心位置的传递值。实际测量时要求至少有3个以上控制点,解算出其中一张像片的位置与姿态,根据相机间的几何关系参数,传递得到每张影像的外方位元素,根据多摄站上拍摄的影像进行前方交会获取物方点坐标。实验结果表明,相机姿态与位置传递参数稳定,用少量控制点解算的组合全景相机各像片的外方位元素稳定,用于多摄站像片的空间前方交会得到的物方点坐标精度较好。本文方法可以解决相机受视野限制、控制点稀少的难题,在实际应用中,控制点的布设更为灵活,为困难场景的近景摄影测量提供了有效的解决方案。 展开更多

关键词 组合全景相机 相机相对几何关系 姿态与位置传递 稀少控制点

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车载组合全景相机单片影像匹配算法 被引量：2

15

作者 闫利 王奕丹 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2016年第2期1-5,共5页

车载组合全景影像存在严重的射影变形,纹理单一重复,造成全景单片影像匹配同名点的正确率低。由于纹理重复方向、运动物体的移动方向与摄影基线方向一致,用随机抽样一致性算法(RANSAC)结合极线几何不能有效地剔除此类误匹配,该文建议一... 车载组合全景影像存在严重的射影变形,纹理单一重复,造成全景单片影像匹配同名点的正确率低。由于纹理重复方向、运动物体的移动方向与摄影基线方向一致,用随机抽样一致性算法(RANSAC)结合极线几何不能有效地剔除此类误匹配,该文建议一种适宜车载组合全景单片影像的匹配流程。首先提取Harris角点特征,SIFT描述符描述特征和距离比阈值约束匹配初始同名点;然后,RANSAC结合极线几何初步剔除误匹配,特征点追踪获取同名点的多视对应,利用GPS和IMU提供的影像外参数多片前交剔除误匹配;最终通过地面点的反投影像点模板匹配,进一步增加同名像点的重叠范围。据实验分析,本流程匹配到的同名点不含有粗差,且数量充足,可满足后续空中三角测量的需要。 展开更多

关键词 车载组合全景相机 HARRIS角点 SIFT描述符 粗差剔除 模板匹配

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无人机机载双拼相机在低空遥感中的应用 被引量：2

16

作者 张贤柱 谢宝发 《电力勘测设计》 2012年第2期15-18,共4页

本文主要介绍搭载无人机的双拼相机组合的低空遥感系统,重点讲述了其组成结构、成像原理,以及利用该相机进行大比例尺测图的数据处理,给出了制作成的DOM数据,证明了对于在相同条件下,双拼相机比单相机飞行效率,成图效率均有很大的提高。

关键词 无人机 低空遥感 宽视角组合数码相机 DOM DSM

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无人飞艇低空航测系统自动建模技术研究 被引量：2

17

作者 潘宝玉 刘同文 +1 位作者 苏国中 张兰 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2015年第4期75-77 85,85,共4页

探讨了基于无人飞艇载四组合宽角相机低空航测系统的城市三维自动建模技术,实现了一次飞行同时获取城市建筑物4个侧面和顶面的纹理图像,依据组合宽角影像自动提取建筑物高度信息和自动选择最佳纹理图像,基本达到了城市三维建模过程的自... 探讨了基于无人飞艇载四组合宽角相机低空航测系统的城市三维自动建模技术,实现了一次飞行同时获取城市建筑物4个侧面和顶面的纹理图像,依据组合宽角影像自动提取建筑物高度信息和自动选择最佳纹理图像,基本达到了城市三维建模过程的自动化,大幅度提升了城市三维建模的效率,为智慧城市建设提供了一种全新的技术途径。 展开更多

关键词 无人飞艇 组合宽角相机 高度获取 纹理贴图 三维模型

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组合式全景相机成像模型的标定与分析 被引量：1

18

作者 孟斌 姚连璧 《现代测绘》 2017年第6期15-18,共4页

在移动测量系统的传感器标定时,精确解算全景相机的外方位元素是一个重要环节。针对使用全景相片来解算全景相机外方位元素的问题,介绍了理想全景相机成像模型和严格全景相机成像模型的原理。为了对这两种模型进行评价,设计了室内、室... 在移动测量系统的传感器标定时,精确解算全景相机的外方位元素是一个重要环节。针对使用全景相片来解算全景相机外方位元素的问题,介绍了理想全景相机成像模型和严格全景相机成像模型的原理。为了对这两种模型进行评价,设计了室内、室外两种情况下的两次基于全景相片的空间后方交会实验,使用最小二乘法解算了两种模型全景球坐标系的外方位元素。对两种相机成像模型解算的外方位元素进行精度比较。结果表明,理想全景相机成像模型存在系统误差,但在物距较大时,其对测量精度影响较小;而严格全景相机成像模型对系统误差进行处理,其模型更优。本结论对使用全景相片进行摄影测量计算有一定参考意义。 展开更多

关键词 全景成像模型 组合式全景相机 ladybug5全景相机 共线条件式

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双拼组合宽角相机低空航测实验研究 被引量：1

19

作者 刘洪成 林宗坚 江涛 《遥感信息》 CSCD 2013年第1期83-88,共6页

介绍无人机载双拼组合相机低空航测的实验过程,包括双拼组合相机组成结构、原理以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程,对此过程中出现的误差进行了重点分析,并提出消除误差的方法。理论和实践证明,无人机载双拼相机低空航测可以满... 介绍无人机载双拼组合相机低空航测的实验过程,包括双拼组合相机组成结构、原理以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程,对此过程中出现的误差进行了重点分析,并提出消除误差的方法。理论和实践证明,无人机载双拼相机低空航测可以满足1∶1000测图精度标准,比装备普通单相机工作效率有明显提高。 展开更多

关键词 低空航测 组合宽角相机 误差

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附加随机模型的三维控制场平差处理

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作者 任超锋 林宗坚 李国胜 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2012年第1期10-12,共3页

室内三维控制场是组合宽角相机检校的场所。在布设控制场过程中,需要进行坐标相似变换。深入分析Bursa模型的参数,提出一种顾及观测偏角的随机模型参与平差,可将控制场整体精度提高10%。从结果分析可知,室内控制场坐标转换模型尺度系数... 室内三维控制场是组合宽角相机检校的场所。在布设控制场过程中,需要进行坐标相似变换。深入分析Bursa模型的参数,提出一种顾及观测偏角的随机模型参与平差,可将控制场整体精度提高10%。从结果分析可知,室内控制场坐标转换模型尺度系数对转换结果基本没有影响,可以省略。 展开更多

关键词 三维控制场 坐标相似变换 BURSA模型 相机检校 组合宽角相机

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