攝影測量自檢校技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-01-13 23:44
在攝影測量與遙感技術(shù)應(yīng)用中,相機的幾何檢校是消除系統(tǒng)誤差、提高攝影測量系統(tǒng)精度的重要環(huán)節(jié),其中自檢校技術(shù)是目前公認(rèn)最靈活、有效的方法,自檢校模型的正確建立是保證高精度攝影測量的核心。目前,在航空攝影測量中,許多自檢校附加參數(shù)并無明顯的物理或數(shù)學(xué)意義,容易產(chǎn)生過度參數(shù)化問題,且這些參數(shù)之間往往存在很強的相關(guān)性。在近景攝影測量與無人機遙感中,進(jìn)行相機檢校的經(jīng)典模型——10參數(shù)模型存在很強的相關(guān)性,這些自檢校參數(shù)之間的強相關(guān)性會給測量的最終結(jié)果帶來不利影響。本文以數(shù)字相機自檢校技術(shù)為主要研究對象,在閱讀相關(guān)資料與文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,側(cè)重從數(shù)學(xué)理論上對自檢校技術(shù)進(jìn)行深入分析,尋求自檢校技術(shù)背后的理論基礎(chǔ),解決參數(shù)之間強相關(guān)性及過度參數(shù)化等問題,并通過試驗驗證,得到了一些有益的結(jié)論。論文完成的主要工作和創(chuàng)新點包括:(1)通過理論分析,揭示了攝影測量自檢校模型的構(gòu)建,其實質(zhì)就是數(shù)學(xué)中的函數(shù)逼近問題,此理論也是本文所做所有工作的理論基礎(chǔ)。同時,此理論為許多經(jīng)典自檢校模型(如Ebner模型、Grun模型)在數(shù)字?jǐn)z影測量時代的使用,提供了堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。Ebner模型和Grun模型提出的時代背景與使用條件與目...
【文章來源】:長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:109 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究目的與意義
1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.2.1 相機檢校技術(shù)概況
1.2.2 自檢校技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.3 本文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于光束法平差的自檢校技術(shù)
2.1 攝影測量基礎(chǔ)
2.1.1 常用坐標(biāo)系
2.1.2 數(shù)字相機成像原理
2.1.3 數(shù)字相機成像模型及其擴展
2.2 自檢校技術(shù)的原理與流程
2.2.1 基本原理
2.2.2 帶有附加參數(shù)的平差運算方案
2.2.3 大規(guī)模方程組的解算
2.2.4 法方程系數(shù)矩陣的鑲邊帶狀結(jié)構(gòu)與逐次分塊約化
2.3 自檢校模型附加參數(shù)的選擇
2.4 附加參數(shù)的統(tǒng)計檢驗
2.4.1 顯著性檢驗
2.4.2 相關(guān)性檢驗
2.4.3 模型誤差對平差結(jié)果的影響
2.5 數(shù)碼相機與POS系統(tǒng)的相對幾何檢校
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于函數(shù)逼近理論的自檢校技術(shù)及新型勒讓德自檢校模型的構(gòu)建
3.1 函數(shù)逼近理論
3.1.1 范數(shù)
3.1.2 數(shù)學(xué)基函數(shù)
3.2 勒讓德自檢校模型
3.2.1 利用普通多項式做最佳平方逼近
3.2.2 利用正交多項式做最佳平方逼近
3.2.3 勒讓德自檢校模型的構(gòu)建
3.2.4 勒讓德自檢校模型分析
3.3 勒讓德自檢校模型試驗
3.3.1 試驗數(shù)據(jù)
3.3.2 集成傳感器系統(tǒng)檢校
3.3.3 自檢校光束法平差試驗
3.4 本章小結(jié)
第四章 新型傅立葉自檢校模型的構(gòu)建
4.1 傅立葉自檢校模型
4.1.1 最佳基函數(shù)
4.1.2 傅立葉自檢校模型的構(gòu)建
4.1.3 自檢校模型的分析與討論
4.2 傅立葉自檢校模型試驗
4.2.1 傅立葉自檢校模型光束法平差試驗
4.2.2 帶POS的攝影測量系統(tǒng)檢校
4.2.3 不同條件下傅立葉自檢校模型光束法平差精度分析
4.3 不同自檢校模型效果對比
4.3.1 實際精度
4.3.2 相關(guān)性分析
4.3.3 三個IO參數(shù)及IMU安置參數(shù)的檢校
4.3.4 畸變檢校
4.3.5 過度參數(shù)化與統(tǒng)計檢驗
4.4 本章小結(jié)
第五章 10參數(shù)模型改進(jìn)
5.110參數(shù)自檢校模型
5.1.1 Brown自檢校模型
5.1.2 面外與面內(nèi)畸變
5.1.3 相關(guān)性分析與模型改進(jìn)
5.2 試驗數(shù)據(jù)近景測量試驗
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種適合攝像機非線性畸變校正的畸變模型[J]. 姚娜,林招榮,任超鋒,陽柯. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(02)
[2]攝像機畸變標(biāo)定的模型參考逼近方法[J]. 徐嵩,孫秀霞,劉樹光,劉希,楊朋松. 光學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[3]高分辨率衛(wèi)星遙感影像姿態(tài)角系統(tǒng)誤差檢校[J]. 袁修孝,余翔. 測繪學(xué)報. 2012(03)
[4]DMC Ⅱ數(shù)字航空攝影傳感器性能改進(jìn)及應(yīng)用[J]. 王鑫,姜挺. 影像技術(shù). 2012(02)
[5]POS AV510系統(tǒng)輔助DMC在航空攝影中的應(yīng)用[J]. 姜艷武,蘇坤,張鑫鑫. 影像技術(shù). 2011(03)
[6]正交多項式曲線擬合[J]. 朱曉東,魯鐵定,陳西江. 東華理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(04)
[7]多鏡頭面陣CCD測繪相機的精度分析[J]. 宋梅. 空間科學(xué)學(xué)報. 2010(06)
[8]徠卡ADS40/ADS80數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)[J]. 王海濤,武吉軍,馮聰軍,王進(jìn). 測繪通報. 2009(10)
[9]POS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J]. 袁修孝. 測繪學(xué)報. 2008(03)
[10]攝像機鏡頭畸變的一種非量測校正方法[J]. 張靖,朱大勇,張志勇. 光學(xué)學(xué)報. 2008(08)
博士論文
[1]線陣CCD傳感器實驗場幾何定標(biāo)的理論與方法研究[D]. 王濤.解放軍信息工程大學(xué) 2012
[2]機載數(shù)字傳感器幾何標(biāo)定的模型與算法研究[D]. 王冬紅.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[3]多元正交多項式的理論與應(yīng)用研究[D]. 周恒.大連理工大學(xué) 2004
本文編號:3587366
【文章來源】:長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:109 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究目的與意義
1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.2.1 相機檢校技術(shù)概況
1.2.2 自檢校技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.3 本文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于光束法平差的自檢校技術(shù)
2.1 攝影測量基礎(chǔ)
2.1.1 常用坐標(biāo)系
2.1.2 數(shù)字相機成像原理
2.1.3 數(shù)字相機成像模型及其擴展
2.2 自檢校技術(shù)的原理與流程
2.2.1 基本原理
2.2.2 帶有附加參數(shù)的平差運算方案
2.2.3 大規(guī)模方程組的解算
2.2.4 法方程系數(shù)矩陣的鑲邊帶狀結(jié)構(gòu)與逐次分塊約化
2.3 自檢校模型附加參數(shù)的選擇
2.4 附加參數(shù)的統(tǒng)計檢驗
2.4.1 顯著性檢驗
2.4.2 相關(guān)性檢驗
2.4.3 模型誤差對平差結(jié)果的影響
2.5 數(shù)碼相機與POS系統(tǒng)的相對幾何檢校
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于函數(shù)逼近理論的自檢校技術(shù)及新型勒讓德自檢校模型的構(gòu)建
3.1 函數(shù)逼近理論
3.1.1 范數(shù)
3.1.2 數(shù)學(xué)基函數(shù)
3.2 勒讓德自檢校模型
3.2.1 利用普通多項式做最佳平方逼近
3.2.2 利用正交多項式做最佳平方逼近
3.2.3 勒讓德自檢校模型的構(gòu)建
3.2.4 勒讓德自檢校模型分析
3.3 勒讓德自檢校模型試驗
3.3.1 試驗數(shù)據(jù)
3.3.2 集成傳感器系統(tǒng)檢校
3.3.3 自檢校光束法平差試驗
3.4 本章小結(jié)
第四章 新型傅立葉自檢校模型的構(gòu)建
4.1 傅立葉自檢校模型
4.1.1 最佳基函數(shù)
4.1.2 傅立葉自檢校模型的構(gòu)建
4.1.3 自檢校模型的分析與討論
4.2 傅立葉自檢校模型試驗
4.2.1 傅立葉自檢校模型光束法平差試驗
4.2.2 帶POS的攝影測量系統(tǒng)檢校
4.2.3 不同條件下傅立葉自檢校模型光束法平差精度分析
4.3 不同自檢校模型效果對比
4.3.1 實際精度
4.3.2 相關(guān)性分析
4.3.3 三個IO參數(shù)及IMU安置參數(shù)的檢校
4.3.4 畸變檢校
4.3.5 過度參數(shù)化與統(tǒng)計檢驗
4.4 本章小結(jié)
第五章 10參數(shù)模型改進(jìn)
5.110參數(shù)自檢校模型
5.1.1 Brown自檢校模型
5.1.2 面外與面內(nèi)畸變
5.1.3 相關(guān)性分析與模型改進(jìn)
5.2 試驗數(shù)據(jù)近景測量試驗
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種適合攝像機非線性畸變校正的畸變模型[J]. 姚娜,林招榮,任超鋒,陽柯. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(02)
[2]攝像機畸變標(biāo)定的模型參考逼近方法[J]. 徐嵩,孫秀霞,劉樹光,劉希,楊朋松. 光學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[3]高分辨率衛(wèi)星遙感影像姿態(tài)角系統(tǒng)誤差檢校[J]. 袁修孝,余翔. 測繪學(xué)報. 2012(03)
[4]DMC Ⅱ數(shù)字航空攝影傳感器性能改進(jìn)及應(yīng)用[J]. 王鑫,姜挺. 影像技術(shù). 2012(02)
[5]POS AV510系統(tǒng)輔助DMC在航空攝影中的應(yīng)用[J]. 姜艷武,蘇坤,張鑫鑫. 影像技術(shù). 2011(03)
[6]正交多項式曲線擬合[J]. 朱曉東,魯鐵定,陳西江. 東華理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(04)
[7]多鏡頭面陣CCD測繪相機的精度分析[J]. 宋梅. 空間科學(xué)學(xué)報. 2010(06)
[8]徠卡ADS40/ADS80數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)[J]. 王海濤,武吉軍,馮聰軍,王進(jìn). 測繪通報. 2009(10)
[9]POS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J]. 袁修孝. 測繪學(xué)報. 2008(03)
[10]攝像機鏡頭畸變的一種非量測校正方法[J]. 張靖,朱大勇,張志勇. 光學(xué)學(xué)報. 2008(08)
博士論文
[1]線陣CCD傳感器實驗場幾何定標(biāo)的理論與方法研究[D]. 王濤.解放軍信息工程大學(xué) 2012
[2]機載數(shù)字傳感器幾何標(biāo)定的模型與算法研究[D]. 王冬紅.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[3]多元正交多項式的理論與應(yīng)用研究[D]. 周恒.大連理工大學(xué) 2004
本文編號:3587366
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