数字相机在类似棋盘检校场中的检校方法研究
检校场布设方案分析
检校场布设方案分析检较的基本原理数字航摄仪在安装时要求相机参考坐标系与IMU惯性平台参考坐标系的坐标轴之间精确平行，但是实际上，安装后的IMU与航摄仪总存在着一个微小的角度差，即偏心角(Misalignment Angle)。
同时，由于地球曲率影响以及相机内方位元素中焦距的变化，直接获取的XYZ与采用标定焦距获得的摄影测量3个线元素间会产生线元素分量偏移值，尤其在高程方向该偏移值较明显。
检校场检校就是为了求出IMU与航摄仪之间的偏心角以及线元素分量偏移值。
即在一个有足够数量且精度较高控制点的试验区进行检校飞行，采用空三方法计算出每张像片的外方ϕωκ。
然后通过与DGPS/IMU测量获得的初始位位元素，含投影中心的位置和姿态角(,,)φθψ进行差值计算来求得偏心角及线元素分量偏移值。
置和姿态数据(,,)在不考虑航飞过程中GPS差分精度变化的前提下，只要飞行平台上的数码相机没有被拆卸移动时，其检校场获取的检校值适用于改正所有影像的初始外方位元素，故利用检校场处理获取的偏心角和偏移值对整个摄区范围的初始外方位元素进行改正，得到无系统误差的外方位元素成果，即实现在整个摄区的无(或少)地面控制的航空摄影测量。
检校场布设原则检校场应选择在高大建筑物较少、地面控制点选刺方便、同时易于连接点自动匹配的区域。
检校场布设时应尽量布设在测区内或者在测区附近能够实施野外像控测量的区域，应按照摄区航摄比例尺设置两条相邻的平行航线，每条航线不少于10个像对;航向重叠和旁向重叠分别按65%和30%设计。
检校场布设方案1.检校场航线设计方案检校场航线设计采用十字交叉飞行的方式，航向重叠和旁向重叠可按照常规布设，即旁向30%，航向65%，一般可选取摄区的4条平行航线和2条垂直航线，平行航线和垂直航线采用同一行高，每条航线一般不少于10片。
如图1所示：图1 检较场航线布设示意图2.检校场外控点布设检校场内平高点应选在目标影像清晰、能准确判断点位(平面和高程)、GPS测量施测方便，并在长期飞行中均能在像片上准确识别的地方。
数字式相机在靶场中的测试研究
数字式相机在靶场中的测试研究杨成祥"#郭世明"#何承基$%&’西南交通大学#四川成都(&))*&+,’中物院电子工程研究所#四川绵阳(,&-)).摘要/在国防科技研究领域#爆炸0燃烧0穿甲0弹道0飞行姿态等的研究都离不开高速摄影1近年来数字式高速相机的研制成功为兵器测试技术提供了一种得力的工具#其技术性能#已逐步取代了胶片式相机在试验中的运用1在兵器研究过程中#它是对弹体的飞行姿态和速度测试不可缺少的一个重要手段#它将炮弹瞬息即逝碰靶前后的高速现象进行2冻结3#进行真实的记录和2再现3#以供事后进行深入细致的分析#获取重要的试验参数1关键词/高速摄影+数字式相机+飞行姿态+速度中图分类号/4-**’5文献标识码/6文章编号/&))78&&-5%,))*.),8)))-8)*)引言高速摄影是人眼视觉能力在时间分辨能力方面的延伸#它可以应用于一切我们想要探究的快速现象1近年来数字式高速相机的研制成功为兵器测试技术提供了一种得力的工具#其数字式的技术性能#已逐步取代了胶片式相机在火炮高速碰撞试验中的运用1目前#数字相机在国外军事研究方面运用较多#从研究2再现3弹丸飞行信息0爆轰过程#空气炮的发射#子弹穿透铝板到流星高速碰撞宇宙飞船的雷达系统等等1近几年来#数字相机才逐渐进入我国#国内只有为数不多的科研单位拥有数字式相机#其数字式性能为研究者提供精确的测试参数#它能对试验过程进行2再现3#对试验信息进行可视化和数字处理#试验环境摄影数据测量0存储0分析工作的数值化#做到精确快速的分析#提高了试验速度和质量1因此#数字式相机是环境试验研究不可多得的得力试验工具1&数字式相机及其分类"9:$年#世界上第一次高速成像在伦敦皇家科学院演示成功1从此#在现实世界中那些对眼睛来说发生得太快而无法看清楚的变化#例如从高尔夫球的旋转到爆炸冲击等#科技工作者已经成功的应用这种技术去观察和分析1现代先进的电子成像技术提高了高速相机的应用能力#人们能极易地获得快速变化事件的数据资料1数字照相技术广阔的发展前途和应用能力#为工作在产品的研制0发展和测试前沿的科技工作者提供了一种特别的新型分析工具1现代超高速电子相机记录技术可划分为三种原理范畴/多角分幅摄影机#每秒钟拍摄能力从";;;幅到";;百万幅+快门静止视频相机能获得亚微秒曝光时间的单幅成像+扫描摄影机能获得时间分割为<=0>=和?=的成像1这些技术虽各有其先进和不足#但都能让使用者更好地分析和理解复杂的物理过程1&’&分幅摄影机为了克服机械相机的限制#变像管相机应运而生1电子显微镜和光电成像设备的发展#给了设计者提高变像管相机性能的机会1高速变像管相机在高速摄影领域具有最高的时间分辨本领#是近代顶尖科学技术试验不可缺少的诊断0测量工具1它利用了现代电子技术优秀的研究成果#并与先进的计算机自动控制技术相结合#获得了高时间分辨本领下良好的图像质量#自动控制功能强#可以满足广泛领域试第$:卷第$期$;;@年A 月探测与控制学报B C D E F G H C I J K L K M L N C FO P C F L E C H Q R S ’$:’T R ’$U V <’$;;@!收稿日期/$;;$W ;X W $;作者简介/杨成祥%"X Y $Z.#男#四川乐山人#在读硕士#研究方向/引信研制1验研究工作的需要!这种变像管相机的原理核心是真空管技术!光学图像照射在光电阴极上"光电阴极受激发出电子"光电子在加于电子与屏之间的高电压的作用下加速移向荧光屏"在屏上就产生了可见光图像成像"它对应于阴极上的光学图像没有畸变!相机内部采用了复杂的电极组合"使光电子能加速移向荧光屏而产生一系列连续的分幅像!超高速电子成像系统能够记录下高达#$$百万幅%&成像频率的连续分幅相片"运用特殊设计的光束分割装置能够获得多路光学成像系统"能得到连续的’张像片"分割时间为#$(&!相机内部精密的电荷耦合器))*"所获取的数字相片和真实事物相比无几何变形"且数字式相片可用计算机进行分析处理"实验参数的测量能够在拍摄后的一秒钟内快速建立"因此能够给研究者提供实时的精确的实验数据!在测量超快速短暂事件方面"超高速分幅相机成为越来越重要的工具!材料科学家在防护系统发展的应用方面"从通信卫星的防护层防御高能量粒子和太空碎片到个人身体保护"已经利用分幅相机证实了计算机模型及其性能设计!+,-快门静止视频相机.$世纪’$年代末"美国国防部制造了第一个快门静止视频弹道试验相机系统"这个系统在研究外弹道学方面"已经非常成功地替换了传统胶卷相机系统!在快门静止视频相机内部"胶卷被高灵敏度的))*传感器所取代"))*能够捕获到通过像增强器所产生的成像!正常情况下"在拍摄连续成像时不需要像增强器!但是"对于拍摄持续时间为#/&左右的爆炸"为去除运动污点和记录飞行中的弹丸的清晰相片"需要像增强器完成!在爆炸期间"像增强器被转换成快门装置"快门静止视频相机允许最短曝光时间为.$$(&"这对于记录如爆炸形成弹丸的过程已足够快"这些弹丸的速度可超过01/%&!这些弹丸存在于多种新型反防御武器内部!用快门))*电子成像系统比用胶卷相机系统更具有许多优点!这些优点包括运行成本低"在危险环境中有远控相机的能力"能快速多次设置试验参数"并且实时获取测试相片以检查设置情况的能力"这在昂贵的实验中尤为显得十分优越!每次试验后能立即观看相片"并能直接把电子成像下载2)机以便进行分析和存贮!现已证明"以))*为基础的高速相机系统对今天的测试需要来说是十分必要与有价值的!图#子弹穿透铝板过程军事上"基本是用快门静止视频相机系统来观察分析弹丸发射后瞬间的飞行情况!现代反坦克武器由许多小尺寸的3弹头4组成"这些3弹头4装在重量较轻的3炮弹软壳4内"3炮弹软壳4在炮弹离开枪炮后便立即坠落!在发射飞行过程中"最重要的是记录过程中飞行情况的相片"以便确定弹头是否遭到了一些破坏"这些破坏对弹丸的精确度影响非常大!这种类型的相机系统在军事射击方面的其它用途包括旋转速率"弹丸的姿势和位置5见图#6"以及测量各种类型爆炸现象!+,7扫描摄影机扫描摄影机能够实时反映动力学事件在一维方向上的变化情况"成像可以以时间为参考的图解方式!例如"相机的闪光并不是立即的开启和关闭"它从零点到亮峰需要十几纳秒"然后保持亮峰几百毫秒"最后又需要十几纳秒才逐渐减弱到零点!扫描摄影机使得人们能够测量从闪光灯被触发到亮峰之间的时间"亮峰的持续时间"以及从闪光灯被关闭到停止发光的时间!一台扫描摄影机可以认为是一台光学示波器"它所成的相片对理解和定量分析复杂过程具有很大的帮助!它能对整个事件进行连续记录"能克服分幅连续成像相片之间的3死期4!扫描记录和同步高速分幅的结合可对短暂过程作出细致的分析"利用两技术的结合"可记录下复杂的燃烧和爆炸过程"并因此可对波陈面的传播速度作出精确的测量!$#探测与控制学报!数字相机在靶场试验中的应用高速摄影是用来研究物质的位移与形态的快速变化的"是兵器研究过程中对弹体的飞行姿态和速度测试不可缺少的一个重要手段#近年来"数字式高速相机在兵器研制过程中大显身手"在火炮加载发射试验中"它将炮弹瞬息即逝碰靶前后的高速现象进行$冻结%"进行真实的记录和$再现%"以供事后进行深入细致的分析"获取重要的试验参数#这种测试手段在火炮试验现场所拍摄到的弹丸"不但可以判读弹丸的飞行速度"而且能够观测到弹丸的飞行姿态和穿靶姿态#在靶场试验中"我国大多数试验靶场测试手段较为基本"缺乏一定的试验参数诊断能力#长期以来"测试方法比较单一"不能提供多种测试参数"测试参数往往只能局限于弹丸的炮口飞行速度"且往往由于炮口靶测试原理的限制"不能精确的反映弹丸速度#在武器研制过程中"单单只有速度参数是无法反映弹丸在外弹道和终点弹道中的信息"为了获得弹丸的转速&攻角&加速度&入靶速度和出靶速度"高速摄影是一种必不可少的手段#长期以来"摄影技术需要胶片作为记录介质"在数据处理前需对胶片进行冲洗和印制"然后在判读仪上判读&观察&分析"既费时又费力"不能马上得到结果"且测量精度受到’()**刻度分辨率的限制"影像的低对比度和表面的颗粒很难在图像中确定必要的关键点"图像边缘发虚"分析者必须主观确定边缘的真实位置#总之"胶片式高速相机"不能对试验进行实时分析"影像分析不能令人满意"且后处理速度慢"误差较大#在试验中较易受到干扰"难以保证在试验中抓拍到物体"试验后相片的冲洗&运动物体的判读均易引起人为误差"这些难以克服的缺点制约了高速碰撞试验摄影手段的诊断水平"难以满足高技术环境试验的要求#为了解决这一问题"并能精确而方便地进行弹道同步摄影照片的分析"国外利用高速数字式相机进行拍摄弹体的运动"通过图像数字化"结合弹丸长度和其中参数实时计算弹丸的速度&加速度以及碰靶姿态等"大大减少了试验的循环时间"充分展示了其数字化性能的优越性#当前"数字式高速相机已成为国外环境试验的重要测试手段"数字式相机可实现测试过程的实时显示"精确捕捉弹丸在弹道上的实时信息"将$信息%下载计算机"利用计算机进行数字化处理"可对弹丸的着靶姿态和碰靶前后速度等运动信息进行研究"为弹丸的高速碰撞提供位置&速度&加速度&角度&角加速度等试验信息提供精确的实验参数#我们知道"在研究高速运动的过程中"高速摄影是一种有效的记录测试方法"并且获得了广泛的应用"但是对于伴随着粉尘烟雾和爆炸等现象产生的瞬间过程"可见光摄影难以带来满意的结果#+光摄影能够通过粉尘&烟雾以及结构体的遮挡"记录瞬间现象的物理变化#因此"+光摄影技术在弹道学&爆炸力学等学术领域得到应用"在火炮加载高速碰撞中"普通光源相机很难拍摄到碰撞瞬间的物理现象#利用+光摄影照片分析弹丸在外弹道上的飞行气动干扰及其稳定性和弹丸在遮挡弹道上侵彻稳定性"+光穿过弹靶高速碰撞产生的大量的烟雾"直接反映弹丸侵彻靶板的内部的过程#由于运用于高速碰撞试验的+光摄影机能使底片一次曝光"但不能连续拍摄"我们可用多阳极射线管和数字式高速相机通过闪烁屏组合成+光摄影系统"把+光转换成可见光"实现连续拍摄"数字化处理#参考文献,-).侯洵(瞬态光学技术及其应用-/.(光子学报")001"2345)6,)73(-2.89:;<=>?@A B (C ;D E 9F ;G F H 5I A A <J @A K D E >L ;K M *9G ;L G -N .(8J O J PQ J R )001S *A E ;A 9LM L T D ;D U D A >V W F B T ;K T(-X .孙福治(国外兵器测试技术中光测技术的发展-S .(中国兵工学会第六届测试技术年会论文集436-O.(太原,中国兵工学会测试专业委员会")002(-Y .谭显祥(光学高速摄影测试技术-P .(北京,科学出版社")00’(-Z .付克琴(+光摄影在外弹道和终点弹道中的应用-S .(中国兵工学会第六届测试技术年会论文集4X 6-O.(太原,中国兵工学会测试专业委员会")002(4下转第)0页6))杨成祥等,数字式相机在靶场中的测试研究的电压信号幅值随着开关管!"的导通与截止发生相应的变化#原始反馈信号和$"输出的信号虽然相位有一定滞后%但波形形状一致%这表明装定信息可有效地由引信反馈至装定器&引信电路的反馈只要控制开关管!"的导通与截止%耗能非常小#初级感应线圈’"上的感应信号没有停止%不停止装定器对引信的能量供应%这表明在装定信息反馈阶段能量利用率得到有效提高&测试结果证明%基于副载波的负载调制技术可以可靠的实现装定信息反馈%并有效提高装定信息反馈阶段的能量利用率&参考文献()"*曲秀杰%李吉%李杰+电子时间引信装定技术研究),*+探测与控制学报+-.."+/0/1(-"2-3+)-*456789:;<=;>=55=?0德1+射频识别0@9A B 1技术%0陈大材译1)C *+北京(电子工业出版社-.."+)/*李杰+一维弹道修正引信控制技术及其实现0博士学位论文1)B*+北京(北京理工大学%-.."+D E F GHE G I J F K L M L N O P E J E Q R S F T L GE PU I V W N F X X Y L X ZF [L\E X ]I ^L U L K K Y P Q_P \E X ‘F K Y E P]L L G V F N ab c d e f 9=;g %h A ,:=%h :i j :k l :0i m j n n 5n o p 5=m q ?n r =m j 6;:m 65p ;g :;==?:;g %s =:t :;gA ;8q :q 7q =n o u =m j 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《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》范文
《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》篇一一、引言在三维重建、机器视觉、立体测量等领域中，双目立体视觉技术具有重要地位。
而为了获得高精度的双目视觉系统，准确的相机标定是必不可少的步骤。
本文旨在研究基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法，通过分析棋盘格和圆标定物的特点，结合双目相机的成像原理，提出一种高效、准确的标定方法。
二、相关技术背景2.1 棋盘格标定法棋盘格标定法是计算机视觉中常用的一种相机标定方法。
该方法通过拍摄包含棋盘格的图像，并检测棋盘格的角点位置来获得相机的内参和外参。
由于棋盘格具有明显的特征点，易于被检测和定位，因此该方法具有较高的精度和稳定性。
2.2 圆标定物法圆标定物法是一种基于圆特征的相机标定方法。
该方法通过拍摄包含圆标定物的图像，并检测出圆心位置来获得相机的参数。
与棋盘格相比，圆标定物具有更好的旋转不变性和尺度不变性，能够更好地适应不同的拍摄环境和角度。
三、基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法3.1 棋盘格与圆标定物的结合本文将棋盘格和圆标定物相结合，提出一种新的双目相机标定方法。
该方法首先利用棋盘格标定法获取相机的初始参数，然后通过拍摄包含圆标定物的图像，利用圆心位置对相机参数进行进一步优化。
3.2 标定过程（1）准备阶段：制作棋盘格和圆标定物，并将其放置在双目相机的视野范围内。
（2）拍摄阶段：分别拍摄包含棋盘格和圆标定物的图像，并确保图像清晰、无畸变。
（3）角点与圆心检测：利用计算机视觉算法检测棋盘格的角点位置和圆标定物的圆心位置。
（4）参数估计：根据检测到的角点和圆心位置，利用相机成像原理和双目立体视觉技术，估计相机的内外参数。
（5）参数优化：利用非线性优化算法对相机参数进行优化，以提高标定的精度和稳定性。
四、实验与分析为了验证本文提出的基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法的可行性和有效性，我们进行了大量的实验和分析。
实验结果表明，该方法能够有效地提高双目视觉系统的精度和稳定性，具有较高的实用价值。
棋盘角点检测算法
棋盘角点检测算法棋盘角点检测算法，也称为棋盘格标定算法，是计算机视觉中常用的一种图像处理算法。
在机器视觉应用中，棋盘角点检测可以用于相机标定、三维重建、姿态估计等任务。
本文将详细介绍棋盘角点检测算法的原理、流程和一些改进方法。
一、原理二、流程1.图像预处理：先将彩色图像转换为灰度图像，然后进行高斯滤波或其他滤波操作，以去除图像中的噪声和干扰。
2. 边缘检测：使用边缘检测算法（如Canny边缘检测）来提取图像中的边缘。
这些边缘通常是由棋盘格的线条组成的。
3.直线检测：通过霍夫变换等方法，检测出图像中的直线。
这些直线通常是由边缘检测得到的边缘组成的。
4.直线交点检测：对于每一对相互垂直的直线，计算它们的交点坐标。
这些交点就是棋盘格的角点。
5.角点筛选：根据棋盘格的特点，筛选出合理的角点坐标。
比如，可以使用基于像素距离的阈值，去除过近或过远的角点。
6.角点亚像素精确定位：通过图像插值等方法，对角点进行亚像素级别的精确定位，以提高角点的精度。
7.角点输出：将角点的坐标输出，可以用于后续的计算和应用。
三、改进方法除了上述基本流程，还可以使用一些改进方法来提高棋盘角点检测算法的准确性和鲁棒性。
下面介绍几种常用的改进方法：1.非极大值抑制：在直线检测时，使用非极大值抑制来减少直线的数量，从而减小计算复杂度。
2.子像素角点检测：通过图像插值等方法，对角点进行亚像素级别的定位，提高角点坐标的精度。
3.自适应阈值：根据图像的亮度和对比度等特征，自适应地调整阈值，以适应不同的图像特点。
4.形态学操作：对图像进行形态学操作，如膨胀和腐蚀，可以增强角点的检测结果。
5.模板匹配：使用模板匹配方法，将棋盘格模板与图像进行匹配，可以提高角点检测的准确性。
以上是常见的一些棋盘角点检测算法及其改进方法的介绍。
随着计算机视觉技术的不断发展，棋盘角点检测算法在实际应用中的性能和精度还有进一步提高的空间。
几种相机检校方法的研究(最新整理)
X1
ai,11 ai,21
-ai,12 - ai,22
-ai,13 - ai,23
ai,17
ai,27
ai,18 ai,28
ai,19 ai,29
X3
bi,11 bi,21
bi,12 bi,22
bi,13 bi,23
bi,14 bi,24
bi,15 bi,25
K
xi
yi
(xi )
顾及实际像点偏差的共线条件方程为：
x x0
x f
a1( X a3 ( X
X s ) b1(Y Ys ) c1(Z Zs ) X s ) b3 (Y Ys ) c3 (Z Zs )
y
y0
y
f
a2 ( X a3 ( X
X s ) b2 (Y X s ) b3 (Y
x x0
x f
a1( X a3 ( X
X s ) b1(Y Ys ) c1(Z Zs ) X s ) b3 (Y Ys ) c3 (Z Zs )
y
y0
y
f
a2 ( X a3 ( X
X s ) b2 (Y X s ) b3 (Y
Ys ) c2 (Z Zs ) Ys ) c3 (Z Zs )
外方位元素( X外 )的相机检校方法。误差方程式表示如下:
V=AX 外 BX内 CX ad L
POS辅助航空摄影测量应用方法研究与误差分析
POS辅助航空摄影测量应用方法研究与误差分析[摘要]随着pos辅助数字相机航空摄影测量技术的出现并逐渐成熟，这种可大大减少地面控制点、缩短成图周期、节省成本的技术也逐步应用到航空遥感的各个领域中。
本文首先概述了pos系统，深入探讨了pos 系统误差检校。
[关键词]pos系统、航空摄影测量、误差中图分类号：o241.1文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0000-001 pos系统概述高精度定位定向系统（position & orientation system，简称pos系统）是机载雷射探测与测距系统的关键，其核心思想是采用动态差分gps（即differential gps）技术和惯性测量装置imu（即inertial measurement unit）直接在航测飞行中测定感测器的位置和姿态，并经过严格的数据处理，获得高精度的感测器的六个外方位元素，从而实现无或极少地面控制的感测器定位和定向，pos 系统又称gps/imu集成系统。
1.1 pos 辅助航空摄影测量方法该系统由惯性测量装置、航摄仪、机载 gps 接收机和地面基准站 gps接收机四部分构成，其中前三者必须稳固安装在飞机上，保证在航空摄影过程中前三者之间的相对位系不变，如图1所示。
pos辅助航空摄影测量方法主要包括直接定向法（direct georeferencing，简称dg）和pos辅助空中三角测量方法（integrated sensor orientation，简称iso）：直接定向法是通过布设检校场对集成系统的误差参数进行检校，进而得到每张像片的高精度外方位元素。
即对检校场进行空中三角测量，得到检校场每张像片的外方位元素值，与利用pos技术直接获取的检校场对应像片外方位元素值进行比较，从而得到偏心角的值和三维坐标系统差改正数。
用得到偏心角的值和三维坐标系统差改正数对整个样区的pos数据处理解算出的每一张像片的三维坐标和角元素进行改正，最后得到每张像片的外方位元素。
一种新型的数码相机室内检校场的建立方法
２ ０
・ 京测绘 ・ 北
２０ ０８年第 ２期
一
种新型 的数码相机室 内检校场 的建 立方法
许 磊 ， 留 召 ， 洁 ， 丽 王 余 王
（． １ 武汉大 学， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ；． ３０ ９ ２河南理工大 学， 河南 焦作 ４ ４ ０ ； ５ ００ 华南农业大学， 东 广州 ５ ０ ４ ５ 广 １６２ ）
地 分 为两 种 ： 种是 大 型室 外 数码 相 机 检校 场 ， 一 典 型 的检校 场 地 如． Ｄ 一 数 码航 摄 相机 使 用 的 『 ｃ４ Ｘ
检校 场 ；另一 种 是 复杂 的室 内数 码 相机 检 校场 ， 如 武 汉 大 学 遥感 信息 工 程 学 院建 立 的 室 内检校
图 ２ 检 校 场 控 制 点 标 志
ｏ
单位 ： ｍ △
０．０１ ０ ０．０１ ０ ０．０１ ０ ０．０１ ０
考虑到只需获取标志点物方坐标的相对值 ， 采用
相对 坐标 系法 对其 进行 量测 。
差， 利于标志 图像的 自 动识别 ； 反光片保证全站仪
准确获 取标志 点的物 方坐标 。 制作 的标志如 图２ 。
１３ 标 志 点坐标 的获 取 ．
２ 试 验 与 结 果 分 析
的室 内检校 场如 图ｌ 。
和坐标量测 ， 能够重复使用 ）方便数码相机影像 ，
获取后 的预处理 。 预处 理后 的影像 能直 接在 数 使 字 摄影 测量 工作 站 中使 用 。
１ 检 校 场 的 建 立
检 查 和校 准 相 机 的 内方位 元 素 和光 学 畸变 参 数 的过 程在 计算 机 视觉 领 域称 为摄 影 机标 定 ，
的缺 点 （ 检校 场 的标 志 点 易 于取 下 、 次粘 贴 本 再
基于围棋盘照相的棋子自动识别【文献综述】
毕业设计开题报告电子信息工程基于围棋盘照相的棋子自动识别一、前言图像处理(image processing)，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。
又称影像处理。
图像处理一般指数字图像处理。
数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。
图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。
常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。
虽然某些处理也可以用光学方法或模拟技术实现,但它们远不及数字图像处理那样灵活和方便,因而数字图像处理成为图像处理的主要方面。
设计的目的：通过摄取棋盘图像，经过PC机上数字图像处理能实现棋子自动识别，判断输赢。
设计的意义：数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。
数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。
早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。
图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。
首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。
他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。
随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。
在以后的数字图像处理技术宇航空间技术，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。
与此同时，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。
几种相机检校方法的研究
几种相机检校方法的研究一:前言由于有着操作方便，数字影像获取速度快，处理直接、简便、有效,可保真的复制、方便检索以及易于进行远距离快速传送，实现实时摄影测量的优点，近年来,数码相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量。
由于数码相机主距与像主点位置都是未知的，不能进行传统的内定向和像位的解析计算，为保证其成果满足测量的精度要求，必须进行相机内参数的检校，即求解相机内方位元素(主距与像主点位置)与多种畸变参数.相机的检校，就是通过建立已知物点和像点对应关系模型，计算成像系统的几何及光学参数,获取成像模型的各个参数；一旦建立了像点和物点的一一对应关系,就可以通过二维图像中的像点坐标解算出物点的三维空间坐标。
因此，相机的检校是对航空遥感影像进行几何纠正的第一步工作,检校结果的精度直接影响地理定位的精度.二：相机检校内容恢复每张影像光束的正确位置和形状，即借内方位元素恢复摄影中心与像片之间的相对几何关系，几乎是所有摄影测量处理方法必须经过的一个作业过程，同时,为了正确恢复摄影时的光束形状，也需要知道光学畸变系数.狭义上来说,检查和校正数码相机内方位元素和光学畸变系数的过程称之为相机的检校；广义上的数码相机检校涉及的内容比较广泛，在实际的应用领域中，可根据精度要求和目的不同来选择部分参数进行检校。
一般主要研究以下几个方面的内容：(1）内方位元素即主点位置与主距的测定；（2）光学畸变系数包括径向畸变差和偏心畸变差的测定；（3）像框坐标系的设定;（4)调焦后主距变化的测定与设定；（5）调焦后畸变差变化的测定；(6）偏心常数的测定;（7)成像分辨率的测定；（8）立体摄影机内方位元素与外方位元素的测定；（9）多台摄影机同步精度的测定。
相机检校的目的是为了从二维的影像信息得到三维空间信息，所以需要找到像元与被摄物体表面相应的点之间的数学关系，也就是需要确定决定这种数学关系的参数.这些参数分为两类，一类是相机的内方位元素,即主距f，像主点在像片中心坐标系里的坐标(x0,y0）以及镜头径向畸变参数、离散畸变、薄透镜畸变参数;另一类是相机的外方位元素，即摄影中心在选定坐标系下的三个坐标值（Us，Vs，Ws)以及代表影像空间姿态的三个角元素φ，ω ,κ。
近景摄影测量中数码相机检校的探讨
分 别 将 等 式 两 端 相 加 ， 可 以 得 到 坐 标 中 误 差 的 求 导 公 就
梯 、 廊 、 体 和 凹槽 ， 成 了前 后 四个 层 次 的 立 体 结 构 ， 合 建 走 墙 构 符 立 室 外 大 型 三 维 检 校 场 的 条 件 ， 且 在 该 楼 对 面 ４ 米 处 ， 一 而 ０ 是 栋 五 层 的 办 公 楼 ， 办 公 楼 上 能 够 在 不 同 的 高 度 进 行 多 方 位 的 在 立体拍摄 。
为 了保 证 观 测 的精 度 ， 反 射 片 和 棱 镜 所 测 距 离 进 行 对 比 ， 验 对 试
，
＝ —
√ ３’ 最终的坐标中误差 ｍ ２８ ６ ｍ ＝ ．８８ ｍ。满足测量 的精度要求 。
超 焦 点 距 离 作 为 近 景 相 片 摄 取 过 程 中～ 个 量 的 标 准 ， 同 的 数 不 码 相 机 对 应 不 同 的 超 焦 点 距 离 ， 面 对 Ｓ Ｃ ７数 码 相 机 的 超 下 ＷＤ ５ 焦 点距 离 进 行 分 析 。景 深 是 在 给 定 的光 圈 和模 糊 罔大 小 条 件 下 被 摄 影 空 间 获 得 清 晰 构 象 的深 度 范 围 。景 深 是 以沿 光 轴 方 向 的 后 景 距 离 与 前 景 距 离 的 差 值 表示 ， Ａ ＝ 一 ￣ Ｄ Ｄ！Ｄ 。
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将 上式 两 边 分 别 平 方 可 得 ：
、
检 校 的 过 程
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析：
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ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ＤＴＬ ｔ ｏ ｄ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｒ ｄ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ
学 畸变 等 因 素 引 起 的 误 差 ， 提 出一 种 基 于 类 似 棋 盘 检 校 场 的数 字 相 机 检 校 方 法 。利 用 共 线 方 程 和 二 维 Ｄ Ｌ Ｔ之 间 的
关系导出了由二维 Ｄ Ｌ Ｔ的 ９ 个 参数表达的主纵线 方程 ， 构建 同形矩阵 ， 通 过不同摄站拍 摄 目标的多幅影像 ， 求得 内、
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ７ ９ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ ７ ９ ４ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ０ ０ ５ ５ ０ ５
Ｔｈ ｅ ｃ ｈｅ ｃ ｋ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
第２ ４卷第 ２ 期 ２ ０ １ ５ 年 ２月
测
绘
工
程
Ｖ ｏ１ ． ２４． ＮＯ ．２
Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ
Ｆｅ ｂ ．， ２ ０ １ ５
数 字 相机 在 类似 棋 盘检 校 场 中 的检 校 方 法 研 究
ｃ ｈｅ ｓ ｓ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｃ ｈｅ ｃ ｋ － － ｌ ｉ ｋｅ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｚ ＨＡＮＧ Ｙａ ｎ ｇ — ｙ ａ ｎ ｇ ， ＭＥ Ｎ Ｌ ｉ 州ｉ ｅ 。 ， Ｚ ＨｏＵ Ｇｕ ｉ — ｃ ｈ ｕ 。 ， ＹＡＮＧ Ｊ ｕ ａ ｎ 。
外 方位 元素的初始值 ， 并 由多张影像 的空 间后方交会求 出相机需要检 校参数 ， 再 由假设 检验来检 验相机系统参 数的 显著性 。经实例分析表明 ， 利用改进后 的方法求解参数 的精度满 足实 际需求 ， 且效率更高 。
关键词 ： 内方位元 素 ． 夕 方位元素 ； 畸变参数 ； 同形矩阵 ； 系统参数
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｌ ｌ ｏ ｆ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｌａ ｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｐｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ０ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ４， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
ｎ ｉ ｎ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ＤＴＬ ｂ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｍｏ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｉ ｓ ｍ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ， ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｒ ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｆｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｙ ｎ ｏ ｎ — ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ，ａ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ
张 阳 阳 ， 门林 杰 ， 周桂初。 ， 杨 娟 。
（ １ ． 甘 肃农业大学 资源与环境 学院， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ； ２ ． 甘肃省 国土资源规 划研 究 院， 甘肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ； ３ ． 中国地质 大学 信 息工程 学院， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ） 摘 要： 针对众多非量测单相机 的检校方法 ， 通过分析数码相机的误差来源 ， 并考 虑相机 的内、 外方 位元素 和物 镜光