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一種帶約束條件的多面陣航攝儀平臺(tái)檢校方法與流程

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一種帶約束條件的多面陣航攝儀平臺(tái)檢校方法與流程

技術(shù)特征:
1.一種帶約束條件的多面陣航攝儀平臺(tái)檢校方法,其特征在于,包括如下步驟:采用交叉飛行多個(gè)攝站曝光得到相鄰虛擬影像重疊度大于80%的多組子影像,并進(jìn)行多張子影像的連接點(diǎn)匹配;利用地面檢校場(chǎng)的控制點(diǎn),計(jì)算子相機(jī)的攝影中心距離及子相機(jī)線元素;在進(jìn)行空中三角測(cè)量時(shí),進(jìn)行光束法區(qū)域網(wǎng)平差,根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)、匹配后的子影像間的連接點(diǎn),以及各子影像的外方位元素初值通過(guò)共線方程建立模型,將子相機(jī)的攝影中心距離作為已知值,即將子相機(jī)線元素常量作為約束條件,將平臺(tái)檢校參數(shù)作為一個(gè)整體進(jìn)行解算,求解子影像外方位元素中角元素;其中,每個(gè)攝站上設(shè)置有四個(gè)相機(jī),每個(gè)攝站同一時(shí)刻曝光四張子影像;所述采用交叉飛行多個(gè)攝站曝光得到相鄰虛擬影像重疊度大于80%的多組子影像,并進(jìn)行多張子影像的連接點(diǎn)匹配之前,還包括如下步驟:將每個(gè)攝站上設(shè)置的四個(gè)子相機(jī)采用高強(qiáng)度支架緊固在平臺(tái)上,四個(gè)子相機(jī)間的距離固定,將四個(gè)子相機(jī)作為一個(gè)整體;所述利用地面檢校場(chǎng)的控制點(diǎn),計(jì)算子相機(jī)的攝影中心距離及子相機(jī)線元素,包括如下步驟:利用地面檢校場(chǎng)的控制點(diǎn),通過(guò)空間后方交會(huì)方法計(jì)算得出子相機(jī)的攝影中心距離及子相機(jī)間的線元素平均值;將計(jì)算的子相機(jī)間的線元素平均值作為子相機(jī)線元素;所述在進(jìn)行空中三角測(cè)量時(shí),進(jìn)行光束法區(qū)域網(wǎng)平差,根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)、匹配后的子影像間的連接點(diǎn),以及各子影像的外方位元素初值通過(guò)共線方程建立模型,將子相機(jī)的攝影中心距離作為已知值,即將子相機(jī)線元素常量作為約束條件,將平臺(tái)檢校參數(shù)作為一個(gè)整體進(jìn)行解算,求解子影像外方位元素中角元素,包括如下步驟:根據(jù)相機(jī)安置的物理結(jié)構(gòu),過(guò)四個(gè)子影像的攝影中心擬合一個(gè)平面M,四個(gè)攝影中心的重心O可作為虛擬影像的攝影中心,建立空間直角坐標(biāo)系O-XYZ,所述空間直角坐標(biāo)系O-XYZ是一個(gè)建立四個(gè)子相機(jī)攝影中心線元素關(guān)系的一個(gè)輔助坐標(biāo)系;四個(gè)子相機(jī)攝影中心在O-XYZ中的平面坐標(biāo)為(Dai,Dbi,0),其中Dai,Dbi為已知值,設(shè)子影像在虛擬影像坐標(biāo)系中的旋轉(zhuǎn)角為其中為已知值,則子相機(jī)的攝影中心坐標(biāo)(Xsc,Ysc,Zsc)為:其中:其中:R為旋轉(zhuǎn)矩陣,為虛擬影像的角元素,(XS,YS,ZS)為虛擬影像攝影中心線元素;建立共線方程的數(shù)學(xué)模型;其中,子影像對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為Rc=R*Ri且取值則共線方程為:將Xsc,Ysc,Zsc用XS,YS,ZS的函數(shù)表示,對(duì)上式線性化后得出誤差方程式為:其中,上式中各系數(shù)分別對(duì)應(yīng)為:對(duì)于1號(hào)相機(jī)為已知,相應(yīng)的角元素偏導(dǎo)項(xiàng)為零,用矩陣符號(hào)表示的誤差方程式為:v=At+Bu+Cs-l其中:C=0,為1號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬影像的旋轉(zhuǎn)角初始值;為2號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬影像的旋轉(zhuǎn)角初始值;為3號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬影像的旋轉(zhuǎn)角初始值;為4號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬影像的旋轉(zhuǎn)角初始值;u=[ΔXΔYΔZ]Tl=[lxly]Tv=[vxvy]T對(duì)于控制點(diǎn),對(duì)應(yīng)的ΔXΔYΔZ項(xiàng)為零;每組四個(gè)子影像對(duì)應(yīng)一組系數(shù)矩陣A和未知數(shù)t,每個(gè)物方點(diǎn)對(duì)應(yīng)一組u,每個(gè)子相機(jī)對(duì)應(yīng)一組ΔωiΔκi;將虛擬影像外方位元素A、物方點(diǎn)坐標(biāo)B、子相機(jī)相對(duì)虛擬影像的旋轉(zhuǎn)角C參數(shù)的初始值、以及每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)(xi,yi)代入所述誤差方程迭代計(jì)算,直到計(jì)算結(jié)果收斂到閾值;在解算后根據(jù)2、3、4號(hào)子相機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的修正值調(diào)整1號(hào)子相機(jī)至虛擬面的旋轉(zhuǎn)角,以使得虛擬影像與4個(gè)子影像的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)稱(chēng);其中:矩陣s中有9個(gè)未知數(shù);在矩陣s中Δω2Δκ2為2號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬相機(jī)角元素的修正值;Δω3Δκ3為3號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬相機(jī)角元素的修正值;Δω4Δκ4為4號(hào)子相機(jī)相對(duì)虛擬相機(jī)角元素的修正值。2.如權(quán)利要求1所述的帶約束條件的多面陣航攝儀平臺(tái)檢校方法,其特征在于,在所述求解子影像外方位元素中角元素之后,還包括如下步驟:選擇47mm作為虛擬影像的焦距;將平行于M并通過(guò)虛擬影像攝影中心所建立的坐標(biāo)系作為虛擬影像的像空間輔助坐標(biāo)系;計(jì)算四個(gè)子相機(jī)的角元素時(shí),選擇一個(gè)子相機(jī)作為主相機(jī),選擇其它子相機(jī)作為從相機(jī),分別計(jì)算從相機(jī)到所述主相機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度;選擇主相機(jī)為基準(zhǔn)確定虛擬面的旋轉(zhuǎn)角,并確定和調(diào)整子影像到虛擬面的旋轉(zhuǎn)關(guān)系。3.如權(quán)利要求2所述的帶約束條件的多面陣航攝儀平臺(tái)檢校方法,其特征在于,所述計(jì)算四個(gè)子相機(jī)的角元素時(shí),選擇一個(gè)子相機(jī)作為主相機(jī),選擇其它子相機(jī)作為從相機(jī),分別計(jì)算從相機(jī)到所述主相機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度,包括如下步驟:選擇1號(hào)子相機(jī)作為主相機(jī),選擇2、3、4號(hào)子相機(jī)作為從相機(jī),將1號(hào)子相機(jī)到虛擬面的旋轉(zhuǎn)角設(shè)為一個(gè)初始的固定值,根據(jù)角元素的傳遞關(guān)系,從相機(jī)相對(duì)于主相機(jī)的旋轉(zhuǎn)角可以轉(zhuǎn)換為從相機(jī)相對(duì)于虛擬面的旋轉(zhuǎn)角,這樣待求的平臺(tái)檢校參數(shù)實(shí)際為3個(gè)從相機(jī)的9個(gè)角元素。4.如權(quán)利要求3所述的帶約束條件的多面陣航攝儀平臺(tái)檢校方法,其特征在于,所述選擇主相機(jī)為基準(zhǔn)確定虛擬面的旋轉(zhuǎn)角,并確定和調(diào)整子影像到虛擬面的旋轉(zhuǎn)關(guān)系,包括如下步驟:選擇1號(hào)子相機(jī)作為主相機(jī);取四個(gè)子相機(jī)主光軸的幾何平均方向作為虛擬相機(jī)的主光軸方向,根據(jù)3個(gè)從相機(jī)的角元素修正量來(lái)調(diào)整主相機(jī)到虛擬面的旋轉(zhuǎn)角固定值,使得4個(gè)子影像到虛擬影像的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)稱(chēng)。
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