數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

郭瓊琳

摘 要 隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)提出了更高的要求。文章首先對(duì)數(shù)字近景工業(yè)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析研究，包括單像機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量的新方法、像機(jī)的自標(biāo)定算法，其次分析數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)近景工業(yè)；攝影測(cè)量；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0044-02

1 數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究分析

1）現(xiàn)代化數(shù)字圖像的直接獲取與處理。分析傳統(tǒng)的圖像獲取，即電子管攝像機(jī)，根據(jù)功能劃分，主要包括量測(cè)像機(jī)、半量測(cè)像機(jī)、非量測(cè)像機(jī)，對(duì)于量測(cè)像機(jī)，其主要目的是精密測(cè)量物體的位置、尺寸、運(yùn)動(dòng)軌跡，其具有機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、鏡頭光學(xué)畸變小、長(zhǎng)焦距和相片尺寸大的特點(diǎn)，但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，固體式數(shù)字?jǐn)z像機(jī)已不斷涌現(xiàn)在市場(chǎng)中，即數(shù)字像機(jī)，數(shù)字像機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，尤其是廣播電視，其主要有CCD圖像傳感器、攝影鏡頭及相關(guān)電子電路等附件構(gòu)成，根據(jù)性能的不同，數(shù)字像機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)視頻攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)，其主要通過(guò)定向反光標(biāo)志和標(biāo)志中心的亞像素精確定位的亞像素邊緣檢測(cè)、子像素精度中心定位來(lái)實(shí)現(xiàn)物體測(cè)量，對(duì)于定向反光標(biāo)志中的RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值攝影”，可以采用梯度幅值法來(lái)提高圖像測(cè)量的精度，亞像素精度邊緣定位后，采用橢圓最小二乘擬合的方法來(lái)獲取反光標(biāo)志中心，最后確定像素的精度。

2）數(shù)字像機(jī)的試驗(yàn)場(chǎng)法標(biāo)定技術(shù)、自標(biāo)定技術(shù)。試驗(yàn)場(chǎng)法標(biāo)定是指對(duì)已控制點(diǎn)攝影的單片相機(jī)空間后交會(huì)進(jìn)行求解，其具有計(jì)算簡(jiǎn)單、攝影幾何圖形要求低、內(nèi)外參數(shù)相關(guān)性影響小的特點(diǎn)，例如某實(shí)驗(yàn)采用了28mm/2.8D、視場(chǎng)角為60°*46°的尼康D2H數(shù)碼相機(jī)，在拍攝過(guò)程中，由于相機(jī)焦距是固定的，并且設(shè)置的攝影距離為3.2 m，分別在不同攝影位置對(duì)事物進(jìn)行順時(shí)針拍攝和逆時(shí)針拍攝，為了驗(yàn)證不同參數(shù)對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影響，分別選擇不同的畸變參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)差值的大小，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的好壞。對(duì)于數(shù)碼相機(jī)的自標(biāo)定技術(shù)，也稱為光速法自標(biāo)定，其主要通過(guò)一般誤差方程式、復(fù)共線性與過(guò)度參數(shù)化的克服來(lái)進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)于復(fù)共線性與過(guò)度參數(shù)化的克服，其主要通過(guò)改善平差計(jì)算的幾何條件和內(nèi)部參數(shù)處理為加權(quán)觀測(cè)值來(lái)計(jì)算自標(biāo)定結(jié)果，而平差計(jì)算的幾何條件可以通過(guò)增加控制點(diǎn)的數(shù)量、增加像片的數(shù)量或攝站數(shù)量、增加每片上的像點(diǎn)數(shù)量、采用較好的交會(huì)圖形進(jìn)行攝影和適當(dāng)位置將像機(jī)選裝90°進(jìn)行拍攝，對(duì)于內(nèi)部參數(shù)處理為加權(quán)觀測(cè)值，以拍攝的10張相片為例，在試驗(yàn)中測(cè)量?jī)?nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定結(jié)果，內(nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定結(jié)果如表1所示，分析表1中各像機(jī)內(nèi)部參數(shù)的像點(diǎn)殘差的均方根，可以知道，與內(nèi)部參數(shù)相同的所有像點(diǎn)殘差相比，各像片內(nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定法的像點(diǎn)殘差幾乎縮小了1倍。

3）攝影自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)。由于傳統(tǒng)的近景攝影設(shè)備主要是基于膠片式像片，傳統(tǒng)的近景攝影測(cè)量具有焦距長(zhǎng)的特點(diǎn)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的近景攝影設(shè)備已不能滿足人們的需求，而數(shù)字近景攝影測(cè)量受到了人們的極大的青睞，其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，其測(cè)量流程如圖1所示。

圖1 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量流程

對(duì)于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)中的基于編碼標(biāo)志像點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別，其主要分為同心圓環(huán)型和點(diǎn)分布型兩種編碼標(biāo)志，具有自動(dòng)探測(cè)、識(shí)別、量測(cè)的功能。在設(shè)計(jì)編碼過(guò)程中，應(yīng)充分考慮旋轉(zhuǎn)、平移、尺寸的不變性、探測(cè)與定位的方便性、標(biāo)志中心定位精度性等。對(duì)于編碼標(biāo)志的識(shí)別與定位，采用邊緣檢測(cè)算子的方式來(lái)自動(dòng)探測(cè)出橢圓影像的候選標(biāo)志區(qū)域和非標(biāo)志區(qū)域，若候選標(biāo)志區(qū)域需要提出非標(biāo)識(shí)區(qū)域，可以通過(guò)像素?cái)?shù)、圓度、標(biāo)志中心橢圓擬合的殘差、對(duì)比度、編碼圓環(huán)橢圓擬合殘差來(lái)剔除掉。

2 數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，如大型天線模胎面型檢測(cè)、星載可展開(kāi)式天線面測(cè)量、機(jī)載InSAR基線動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的模擬試驗(yàn)等，針對(duì)大型天線模胎面型檢測(cè)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)正在研發(fā)口徑大小為50 m的天線，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于天線尺寸較長(zhǎng)，這就需要將天線從以中心體里到外分成7個(gè)環(huán)面，7個(gè)環(huán)面需要七種不同尺寸的模胎，如圖2、3所示，表示天線效果圖和長(zhǎng)方形的6號(hào)模胎。

圖2 天線效果圖 圖3 長(zhǎng)方形6號(hào)模胎

根據(jù)天線不同環(huán)的安裝要求，天線安裝的第1～4環(huán)，模胎的設(shè)計(jì)面型誤差應(yīng)小于0.25 mm，而其它環(huán)的設(shè)計(jì)面型誤差應(yīng)小于0.3 mm，但是，模胎面型的測(cè)量精度要由于0.1 mm。對(duì)于模胎面型的測(cè)量方案，采用圓形RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值影像”得到實(shí)際的模胎影像，采用雙經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，提高模胎測(cè)量的精度。另外，還需要進(jìn)行設(shè)站布設(shè)、坐標(biāo)解算、面型誤差計(jì)算等流程，尤其是面型誤差計(jì)算結(jié)果，可以采用CAD面型轉(zhuǎn)換法對(duì)點(diǎn)坐標(biāo)的面型誤差進(jìn)行計(jì)算，采用內(nèi)部參數(shù)均不同的自標(biāo)定法的測(cè)量點(diǎn)計(jì)算出模胎面型的法向偏差，如圖4所示，分析圖4中的法向偏差的變化，可以知道，像機(jī)對(duì)模胎面型誤差的檢測(cè)精度提高了很多，因此，數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)在天線模胎面型檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。

圖4 模胎面型的法向偏差

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)取代了電子管攝像機(jī)，數(shù)字近景攝影測(cè)量主要采用RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值攝影”和內(nèi)部參數(shù)均不同的自標(biāo)定技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn)

[1]黃桂平.數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2005.

[2]韓紅濤.數(shù)字近景攝影測(cè)量雙相機(jī)系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2012.

[3]馮其強(qiáng).數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)研究與實(shí)踐[D].解放軍信息工程大學(xué)，2010.endprint

摘 要 隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)提出了更高的要求。文章首先對(duì)數(shù)字近景工業(yè)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析研究，包括單像機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量的新方法、像機(jī)的自標(biāo)定算法，其次分析數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)近景工業(yè)；攝影測(cè)量；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0044-02

1 數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究分析

1）現(xiàn)代化數(shù)字圖像的直接獲取與處理。分析傳統(tǒng)的圖像獲取，即電子管攝像機(jī)，根據(jù)功能劃分，主要包括量測(cè)像機(jī)、半量測(cè)像機(jī)、非量測(cè)像機(jī)，對(duì)于量測(cè)像機(jī)，其主要目的是精密測(cè)量物體的位置、尺寸、運(yùn)動(dòng)軌跡，其具有機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、鏡頭光學(xué)畸變小、長(zhǎng)焦距和相片尺寸大的特點(diǎn)，但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，固體式數(shù)字?jǐn)z像機(jī)已不斷涌現(xiàn)在市場(chǎng)中，即數(shù)字像機(jī)，數(shù)字像機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，尤其是廣播電視，其主要有CCD圖像傳感器、攝影鏡頭及相關(guān)電子電路等附件構(gòu)成，根據(jù)性能的不同，數(shù)字像機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)視頻攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)，其主要通過(guò)定向反光標(biāo)志和標(biāo)志中心的亞像素精確定位的亞像素邊緣檢測(cè)、子像素精度中心定位來(lái)實(shí)現(xiàn)物體測(cè)量，對(duì)于定向反光標(biāo)志中的RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值攝影”，可以采用梯度幅值法來(lái)提高圖像測(cè)量的精度，亞像素精度邊緣定位后，采用橢圓最小二乘擬合的方法來(lái)獲取反光標(biāo)志中心，最后確定像素的精度。

2）數(shù)字像機(jī)的試驗(yàn)場(chǎng)法標(biāo)定技術(shù)、自標(biāo)定技術(shù)。試驗(yàn)場(chǎng)法標(biāo)定是指對(duì)已控制點(diǎn)攝影的單片相機(jī)空間后交會(huì)進(jìn)行求解，其具有計(jì)算簡(jiǎn)單、攝影幾何圖形要求低、內(nèi)外參數(shù)相關(guān)性影響小的特點(diǎn)，例如某實(shí)驗(yàn)采用了28mm/2.8D、視場(chǎng)角為60°*46°的尼康D2H數(shù)碼相機(jī)，在拍攝過(guò)程中，由于相機(jī)焦距是固定的，并且設(shè)置的攝影距離為3.2 m，分別在不同攝影位置對(duì)事物進(jìn)行順時(shí)針拍攝和逆時(shí)針拍攝，為了驗(yàn)證不同參數(shù)對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影響，分別選擇不同的畸變參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)差值的大小，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的好壞。對(duì)于數(shù)碼相機(jī)的自標(biāo)定技術(shù)，也稱為光速法自標(biāo)定，其主要通過(guò)一般誤差方程式、復(fù)共線性與過(guò)度參數(shù)化的克服來(lái)進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)于復(fù)共線性與過(guò)度參數(shù)化的克服，其主要通過(guò)改善平差計(jì)算的幾何條件和內(nèi)部參數(shù)處理為加權(quán)觀測(cè)值來(lái)計(jì)算自標(biāo)定結(jié)果，而平差計(jì)算的幾何條件可以通過(guò)增加控制點(diǎn)的數(shù)量、增加像片的數(shù)量或攝站數(shù)量、增加每片上的像點(diǎn)數(shù)量、采用較好的交會(huì)圖形進(jìn)行攝影和適當(dāng)位置將像機(jī)選裝90°進(jìn)行拍攝，對(duì)于內(nèi)部參數(shù)處理為加權(quán)觀測(cè)值，以拍攝的10張相片為例，在試驗(yàn)中測(cè)量?jī)?nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定結(jié)果，內(nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定結(jié)果如表1所示，分析表1中各像機(jī)內(nèi)部參數(shù)的像點(diǎn)殘差的均方根，可以知道，與內(nèi)部參數(shù)相同的所有像點(diǎn)殘差相比，各像片內(nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定法的像點(diǎn)殘差幾乎縮小了1倍。

3）攝影自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)。由于傳統(tǒng)的近景攝影設(shè)備主要是基于膠片式像片，傳統(tǒng)的近景攝影測(cè)量具有焦距長(zhǎng)的特點(diǎn)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的近景攝影設(shè)備已不能滿足人們的需求，而數(shù)字近景攝影測(cè)量受到了人們的極大的青睞，其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，其測(cè)量流程如圖1所示。

圖1 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量流程

對(duì)于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)中的基于編碼標(biāo)志像點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別，其主要分為同心圓環(huán)型和點(diǎn)分布型兩種編碼標(biāo)志，具有自動(dòng)探測(cè)、識(shí)別、量測(cè)的功能。在設(shè)計(jì)編碼過(guò)程中，應(yīng)充分考慮旋轉(zhuǎn)、平移、尺寸的不變性、探測(cè)與定位的方便性、標(biāo)志中心定位精度性等。對(duì)于編碼標(biāo)志的識(shí)別與定位，采用邊緣檢測(cè)算子的方式來(lái)自動(dòng)探測(cè)出橢圓影像的候選標(biāo)志區(qū)域和非標(biāo)志區(qū)域，若候選標(biāo)志區(qū)域需要提出非標(biāo)識(shí)區(qū)域，可以通過(guò)像素?cái)?shù)、圓度、標(biāo)志中心橢圓擬合的殘差、對(duì)比度、編碼圓環(huán)橢圓擬合殘差來(lái)剔除掉。

2 數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，如大型天線模胎面型檢測(cè)、星載可展開(kāi)式天線面測(cè)量、機(jī)載InSAR基線動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的模擬試驗(yàn)等，針對(duì)大型天線模胎面型檢測(cè)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)正在研發(fā)口徑大小為50 m的天線，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于天線尺寸較長(zhǎng)，這就需要將天線從以中心體里到外分成7個(gè)環(huán)面，7個(gè)環(huán)面需要七種不同尺寸的模胎，如圖2、3所示，表示天線效果圖和長(zhǎng)方形的6號(hào)模胎。

圖2 天線效果圖 圖3 長(zhǎng)方形6號(hào)模胎

根據(jù)天線不同環(huán)的安裝要求，天線安裝的第1～4環(huán)，模胎的設(shè)計(jì)面型誤差應(yīng)小于0.25 mm，而其它環(huán)的設(shè)計(jì)面型誤差應(yīng)小于0.3 mm，但是，模胎面型的測(cè)量精度要由于0.1 mm。對(duì)于模胎面型的測(cè)量方案，采用圓形RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值影像”得到實(shí)際的模胎影像，采用雙經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，提高模胎測(cè)量的精度。另外，還需要進(jìn)行設(shè)站布設(shè)、坐標(biāo)解算、面型誤差計(jì)算等流程，尤其是面型誤差計(jì)算結(jié)果，可以采用CAD面型轉(zhuǎn)換法對(duì)點(diǎn)坐標(biāo)的面型誤差進(jìn)行計(jì)算，采用內(nèi)部參數(shù)均不同的自標(biāo)定法的測(cè)量點(diǎn)計(jì)算出模胎面型的法向偏差，如圖4所示，分析圖4中的法向偏差的變化，可以知道，像機(jī)對(duì)模胎面型誤差的檢測(cè)精度提高了很多，因此，數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)在天線模胎面型檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。

圖4 模胎面型的法向偏差

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)取代了電子管攝像機(jī)，數(shù)字近景攝影測(cè)量主要采用RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值攝影”和內(nèi)部參數(shù)均不同的自標(biāo)定技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn)

[1]黃桂平.數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2005.

[2]韓紅濤.數(shù)字近景攝影測(cè)量雙相機(jī)系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2012.

[3]馮其強(qiáng).數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)研究與實(shí)踐[D].解放軍信息工程大學(xué)，2010.endprint

摘 要 隨著工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)提出了更高的要求。文章首先對(duì)數(shù)字近景工業(yè)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析研究，包括單像機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量的新方法、像機(jī)的自標(biāo)定算法，其次分析數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)近景工業(yè)；攝影測(cè)量；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0044-02

1 數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究分析

1）現(xiàn)代化數(shù)字圖像的直接獲取與處理。分析傳統(tǒng)的圖像獲取，即電子管攝像機(jī)，根據(jù)功能劃分，主要包括量測(cè)像機(jī)、半量測(cè)像機(jī)、非量測(cè)像機(jī)，對(duì)于量測(cè)像機(jī)，其主要目的是精密測(cè)量物體的位置、尺寸、運(yùn)動(dòng)軌跡，其具有機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、鏡頭光學(xué)畸變小、長(zhǎng)焦距和相片尺寸大的特點(diǎn)，但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，固體式數(shù)字?jǐn)z像機(jī)已不斷涌現(xiàn)在市場(chǎng)中，即數(shù)字像機(jī)，數(shù)字像機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，尤其是廣播電視，其主要有CCD圖像傳感器、攝影鏡頭及相關(guān)電子電路等附件構(gòu)成，根據(jù)性能的不同，數(shù)字像機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)視頻攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)，其主要通過(guò)定向反光標(biāo)志和標(biāo)志中心的亞像素精確定位的亞像素邊緣檢測(cè)、子像素精度中心定位來(lái)實(shí)現(xiàn)物體測(cè)量，對(duì)于定向反光標(biāo)志中的RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值攝影”，可以采用梯度幅值法來(lái)提高圖像測(cè)量的精度，亞像素精度邊緣定位后，采用橢圓最小二乘擬合的方法來(lái)獲取反光標(biāo)志中心，最后確定像素的精度。

2）數(shù)字像機(jī)的試驗(yàn)場(chǎng)法標(biāo)定技術(shù)、自標(biāo)定技術(shù)。試驗(yàn)場(chǎng)法標(biāo)定是指對(duì)已控制點(diǎn)攝影的單片相機(jī)空間后交會(huì)進(jìn)行求解，其具有計(jì)算簡(jiǎn)單、攝影幾何圖形要求低、內(nèi)外參數(shù)相關(guān)性影響小的特點(diǎn)，例如某實(shí)驗(yàn)采用了28mm/2.8D、視場(chǎng)角為60°*46°的尼康D2H數(shù)碼相機(jī)，在拍攝過(guò)程中，由于相機(jī)焦距是固定的，并且設(shè)置的攝影距離為3.2 m，分別在不同攝影位置對(duì)事物進(jìn)行順時(shí)針拍攝和逆時(shí)針拍攝，為了驗(yàn)證不同參數(shù)對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影響，分別選擇不同的畸變參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)差值的大小，驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果的好壞。對(duì)于數(shù)碼相機(jī)的自標(biāo)定技術(shù)，也稱為光速法自標(biāo)定，其主要通過(guò)一般誤差方程式、復(fù)共線性與過(guò)度參數(shù)化的克服來(lái)進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)于復(fù)共線性與過(guò)度參數(shù)化的克服，其主要通過(guò)改善平差計(jì)算的幾何條件和內(nèi)部參數(shù)處理為加權(quán)觀測(cè)值來(lái)計(jì)算自標(biāo)定結(jié)果，而平差計(jì)算的幾何條件可以通過(guò)增加控制點(diǎn)的數(shù)量、增加像片的數(shù)量或攝站數(shù)量、增加每片上的像點(diǎn)數(shù)量、采用較好的交會(huì)圖形進(jìn)行攝影和適當(dāng)位置將像機(jī)選裝90°進(jìn)行拍攝，對(duì)于內(nèi)部參數(shù)處理為加權(quán)觀測(cè)值，以拍攝的10張相片為例，在試驗(yàn)中測(cè)量?jī)?nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定結(jié)果，內(nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定結(jié)果如表1所示，分析表1中各像機(jī)內(nèi)部參數(shù)的像點(diǎn)殘差的均方根，可以知道，與內(nèi)部參數(shù)相同的所有像點(diǎn)殘差相比，各像片內(nèi)部參數(shù)不同的自標(biāo)定法的像點(diǎn)殘差幾乎縮小了1倍。

3）攝影自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)。由于傳統(tǒng)的近景攝影設(shè)備主要是基于膠片式像片，傳統(tǒng)的近景攝影測(cè)量具有焦距長(zhǎng)的特點(diǎn)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的近景攝影設(shè)備已不能滿足人們的需求，而數(shù)字近景攝影測(cè)量受到了人們的極大的青睞，其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，其測(cè)量流程如圖1所示。

圖1 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量流程

對(duì)于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)中的基于編碼標(biāo)志像點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別，其主要分為同心圓環(huán)型和點(diǎn)分布型兩種編碼標(biāo)志，具有自動(dòng)探測(cè)、識(shí)別、量測(cè)的功能。在設(shè)計(jì)編碼過(guò)程中，應(yīng)充分考慮旋轉(zhuǎn)、平移、尺寸的不變性、探測(cè)與定位的方便性、標(biāo)志中心定位精度性等。對(duì)于編碼標(biāo)志的識(shí)別與定位，采用邊緣檢測(cè)算子的方式來(lái)自動(dòng)探測(cè)出橢圓影像的候選標(biāo)志區(qū)域和非標(biāo)志區(qū)域，若候選標(biāo)志區(qū)域需要提出非標(biāo)識(shí)區(qū)域，可以通過(guò)像素?cái)?shù)、圓度、標(biāo)志中心橢圓擬合的殘差、對(duì)比度、編碼圓環(huán)橢圓擬合殘差來(lái)剔除掉。

2 數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

數(shù)字近景工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，如大型天線模胎面型檢測(cè)、星載可展開(kāi)式天線面測(cè)量、機(jī)載InSAR基線動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的模擬試驗(yàn)等，針對(duì)大型天線模胎面型檢測(cè)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)正在研發(fā)口徑大小為50 m的天線，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于天線尺寸較長(zhǎng)，這就需要將天線從以中心體里到外分成7個(gè)環(huán)面，7個(gè)環(huán)面需要七種不同尺寸的模胎，如圖2、3所示，表示天線效果圖和長(zhǎng)方形的6號(hào)模胎。

圖2 天線效果圖 圖3 長(zhǎng)方形6號(hào)模胎

根據(jù)天線不同環(huán)的安裝要求，天線安裝的第1～4環(huán)，模胎的設(shè)計(jì)面型誤差應(yīng)小于0.25 mm，而其它環(huán)的設(shè)計(jì)面型誤差應(yīng)小于0.3 mm，但是，模胎面型的測(cè)量精度要由于0.1 mm。對(duì)于模胎面型的測(cè)量方案，采用圓形RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值影像”得到實(shí)際的模胎影像，采用雙經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，提高模胎測(cè)量的精度。另外，還需要進(jìn)行設(shè)站布設(shè)、坐標(biāo)解算、面型誤差計(jì)算等流程，尤其是面型誤差計(jì)算結(jié)果，可以采用CAD面型轉(zhuǎn)換法對(duì)點(diǎn)坐標(biāo)的面型誤差進(jìn)行計(jì)算，采用內(nèi)部參數(shù)均不同的自標(biāo)定法的測(cè)量點(diǎn)計(jì)算出模胎面型的法向偏差，如圖4所示，分析圖4中的法向偏差的變化，可以知道，像機(jī)對(duì)模胎面型誤差的檢測(cè)精度提高了很多，因此，數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)在天線模胎面型檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。

圖4 模胎面型的法向偏差

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)取代了電子管攝像機(jī)，數(shù)字近景攝影測(cè)量主要采用RRT標(biāo)志的“準(zhǔn)二值攝影”和內(nèi)部參數(shù)均不同的自標(biāo)定技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn)

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