針對管線測量中由于GNSS RTK衛(wèi)星信號遮擋或測站不易架設等原因無法提供坐標的場景,本文提出了一種IMU輔助下的單目視覺坐標傳遞方法,用于延伸RTK測得的精密坐標。首先在兩個已知的RTK點上架設相機拍攝圖像,同時采集IMU數(shù)據(jù);然后對圖像進行特征提取和匹配,恢復幀間旋轉(zhuǎn)、平移及尺度;最后三角化待測點,以獲得待測點在真實尺度的相機坐標系下的坐標。受IMU靜基座初始對準方法的啟發(fā),本文利用重力矢量和相機光心間矢量分別在地理坐標系和相機坐標系下的投影求解這兩個坐標系間的旋轉(zhuǎn)矩陣,進而求得待測點在地理坐標系下的三維坐標。相對于其他測量手段,本文方法靈活便捷、設備輕便、操作簡單,且一次采集即可獲取相機視場中的任意共視點坐標。試驗結果表明,本文提出的坐標傳遞方法所得的平面坐標的誤差平均值為0.12 m,高程誤差的平均值為0.2 m。 

【文章來源】：測繪通報. 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

SIFT特征匹配

算法流程如圖1所示，其具體過程為:(1)當相機內(nèi)參和IMU相機間的外參未知時，需要對其進行標定，測得相機的內(nèi)參矩陣和畸變參數(shù)及相機和IMU間的外參;(2)在兩個已知點上分別架設相機，并朝向待測點方向拍照，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)使用對極幾何的方法，利用匹配點對恢復兩幀圖像間的相對旋轉(zhuǎn)與平移，但由于尺度未知，需要利用已知坐標點間的距離恢復真實尺度;(5)利用兩幀圖像間的旋轉(zhuǎn)與平移三角化待測點，得到待測點在相機坐標系下的坐標;(6)利用IMU測得的重力矢量及相機光心間的矢量，可以計算出相機坐標系和真實地理坐標系間的相對旋轉(zhuǎn);(7)最后將待測點在相機坐標系下的坐標轉(zhuǎn)到真實地理坐標系下。1.2 對極幾何恢復相機間相對旋轉(zhuǎn)和平移

對極幾何約束如圖2所示，兩幀圖像I1、I2對應的相機光心為O1、O2，設空間點P，理想情況下其與兩相機光心連線分別交照片于p1、p2，這2個像點即為該空間點在照片上的投影點。此時，O1、O2、P三點構成的平面被稱為極平面，而極平面與2個像平面之間的交線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。對極約束可以表示為

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2918930