基于單相機的三維坐標測量及其在結構大變形測量中的應用.pdf

1、基于單相機的標志點三維坐標測量是數(shù)字近景攝影測量中的一種測量方式，它主要是利用單個數(shù)碼相機在多個位置和角度拍攝多張包含標志點的像片，利用數(shù)字圖像處理和攝影測量算法重建出標志點的三維坐標。這種測量方法以其高度的靈活性和適應性逐漸成為了光學非接觸測量的一個熱點方向。本文以工程應用為目標，在基于攝影測量和計算機視覺理論的基礎上，對近景攝影測量系統(tǒng)的相機成像模型、相機標定、標志點的設計、標志點的識別和圓心亞像素定位、像片定向方法、非編碼點匹配方

2、法以及核心的自標定光束平差算法進行了研究分析。在算法研究的基礎上獨自編寫了數(shù)字近景測量軟件CMM2014，通過實驗對該系統(tǒng)的測量精度進行了分析，并將該系統(tǒng)應用于瑜伽球的體積測量和土木鋼結構變形實驗中去。論文研究內(nèi)容及成果主要包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了相機的分類，對相機成像的基礎知識中的透鏡成像、彌散圓、景深、視場范圍進行公式推導研究，研究分析了相機成像的數(shù)學模型，并介紹了張正友標定法以及本文所采用的基于光束平差的相機自標

3、定方法。
　　(2)設計制作了編碼標志點和非編碼標志點，并對15位同心圓環(huán)型編碼標志點的容量和編碼過程進行了分析研究。
　　(3)針對設計的編碼點，提出了自動識別算法，其步驟為:圖像預處理、邊緣提取、特征識別篩選以及編碼點解碼。介紹了傳統(tǒng)的圓心亞像素定位方法:基于灰度質(zhì)心的定位算法和基于亞像素邊緣的橢圓擬合算法，并提出了改進的多閾值形心法、多閾值灰度重心法和多閾值灰度平方重心法。
　　(4)編碼點的自動識別實驗證明了本

4、文的識別算法具有較高穩(wěn)定性和準確性。通過圓心亞像素定位的仿真實驗和真實圖像實驗，發(fā)現(xiàn)本文提出的圓心定位算法具有較高的精度，其精度優(yōu)于0.02pixel。
　　(5)研究分析了像片概略定向，提出了適用于包含定向棒和不包含定向兩種情況的像片連續(xù)定向策略。研究分析了基于極線的非編碼點匹配，提出了多像片的非編碼點匹配策略。研究分析了整體法化光束平差算法和基于逐點法化的光束平差算法，發(fā)現(xiàn)后者在計算速度方面有大大的提高。
　　(6)對C