基于旋轉(zhuǎn)相機(jī)的近景大視場中心投影成像方法研究.pdf

1、隨著數(shù)碼成像、計算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)獲得了快速進(jìn)步。數(shù)字?jǐn)z影測量中數(shù)碼成像技術(shù)的應(yīng)用雖然帶來了一定的便利性，但也帶來了數(shù)碼相機(jī)視場角過小的不足，給攝影測量中既要保證影像重疊度又要盡可能增大攝影基線寬度提出了更高要求，同時也造成后續(xù)影像處理效率低下。為解決這一矛盾，在航空、航天攝影測量中對于增大視場角的方法已有所研究，但在近景攝影測量中少有研究與應(yīng)用。為了在近景攝影測量中獲取大像幅數(shù)字影像，本文對基于旋轉(zhuǎn)相機(jī)

2、的滿足近景攝影測量需求的大視場影像獲取技術(shù)的相關(guān)理論與方法展開研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過分析多相機(jī)拼接成像、線陣推掃成像與旋轉(zhuǎn)多基線成像三種增大影像視場角方法的原理和應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)了這三種攝影方式用于近景攝影測量的局限性，同時分析了旋轉(zhuǎn)相機(jī)用于近景攝影測量的可行性。在共線條件方程的基礎(chǔ)上，研究旋轉(zhuǎn)相機(jī)成像的基本原理，分析影響其成像的因素。⑵研究分析了相機(jī)旋轉(zhuǎn)拍攝帶來的影像畸變，根據(jù)云臺初始姿態(tài)角建立了旋轉(zhuǎn)影像的投影變換

3、模型，糾正了相機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影像變形；根據(jù)投影變換后重疊區(qū)像點坐標(biāo)相等原則，通過SIFT匹配獲取重疊區(qū)的同名點，建立相對定向誤差方程，求解旋轉(zhuǎn)角的精確值，實現(xiàn)了影像的精確相對定向，從而進(jìn)行精確投影變換，拼接生成大像幅虛擬中心投影影像。⑶設(shè)計了包括相機(jī)、云臺、操作面板、控制器四個組成部分的旋轉(zhuǎn)相機(jī)影像采集設(shè)備，實現(xiàn)了對云臺的實時操控與顯示。通過兩組實驗證明了旋轉(zhuǎn)相機(jī)攝影測量方法用于獲取大像幅虛擬影像的可行性，并從拼接誤差方面驗證了這種方法能