發(fā)布時(shí)間：2020-12-15 21:30

　　針對(duì)管線測(cè)量中由于GNSS RTK衛(wèi)星信號(hào)遮擋或測(cè)站不易架設(shè)等原因無(wú)法提供坐標(biāo)的場(chǎng)景,本文提出了一種IMU輔助下的單目視覺(jué)坐標(biāo)傳遞方法,用于延伸RTK測(cè)得的精密坐標(biāo)。首先在兩個(gè)已知的RTK點(diǎn)上架設(shè)相機(jī)拍攝圖像,同時(shí)采集IMU數(shù)據(jù);然后對(duì)圖像進(jìn)行特征提取和匹配,恢復(fù)幀間旋轉(zhuǎn)、平移及尺度;最后三角化待測(cè)點(diǎn),以獲得待測(cè)點(diǎn)在真實(shí)尺度的相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。受IMU靜基座初始對(duì)準(zhǔn)方法的啟發(fā),本文利用重力矢量和相機(jī)光心間矢量分別在地理坐標(biāo)系和相機(jī)坐標(biāo)系下的投影求解這兩個(gè)坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)矩陣,進(jìn)而求得待測(cè)點(diǎn)在地理坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)。相對(duì)于其他測(cè)量手段,本文方法靈活便捷、設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)單,且一次采集即可獲取相機(jī)視場(chǎng)中的任意共視點(diǎn)坐標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的坐標(biāo)傳遞方法所得的平面坐標(biāo)的誤差平均值為0.12 m,高程誤差的平均值為0.2 m。 

【文章來(lái)源】：測(cè)繪通報(bào). 2020年03期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

SIFT特征匹配

算法流程如圖1所示，其具體過(guò)程為:(1)當(dāng)相機(jī)內(nèi)參和IMU相機(jī)間的外參未知時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)得相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變參數(shù)及相機(jī)和IMU間的外參;(2)在兩個(gè)已知點(diǎn)上分別架設(shè)相機(jī)，并朝向待測(cè)點(diǎn)方向拍照，盡量保證兩幀圖像有足夠大的共視區(qū)域;(3)在兩幀圖像中提取特征并匹配;(4)使用對(duì)極幾何的方法，利用匹配點(diǎn)對(duì)恢復(fù)兩幀圖像間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)與平移，但由于尺度未知，需要利用已知坐標(biāo)點(diǎn)間的距離恢復(fù)真實(shí)尺度;(5)利用兩幀圖像間的旋轉(zhuǎn)與平移三角化待測(cè)點(diǎn)，得到待測(cè)點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo);(6)利用IMU測(cè)得的重力矢量及相機(jī)光心間的矢量，可以計(jì)算出相機(jī)坐標(biāo)系和真實(shí)地理坐標(biāo)系間的相對(duì)旋轉(zhuǎn);(7)最后將待測(cè)點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)到真實(shí)地理坐標(biāo)系下。1.2 對(duì)極幾何恢復(fù)相機(jī)間相對(duì)旋轉(zhuǎn)和平移

對(duì)極幾何約束如圖2所示，兩幀圖像I1、I2對(duì)應(yīng)的相機(jī)光心為O1、O2，設(shè)空間點(diǎn)P，理想情況下其與兩相機(jī)光心連線分別交照片于p1、p2，這2個(gè)像點(diǎn)即為該空間點(diǎn)在照片上的投影點(diǎn)。此時(shí)，O1、O2、P三點(diǎn)構(gòu)成的平面被稱為極平面，而極平面與2個(gè)像平面之間的交線L1、L2為極線。O1O2連線被稱為基線，基線與兩幀圖像平面分別交于e1、e2，它們被稱為極點(diǎn)。對(duì)極約束可以表示為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]城市管線設(shè)施測(cè)量定位方法研究[D]. 江勝月.湖北大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2918930