单目高精度标记点三维数字化测量原理研究

摘要

摄影测量是一门通过分析记录在胶片或电子载体上的影像，来确定被测物体的位置、大小和形状的科学。它包括很多分支学科，如航空摄影测量、航天摄影测量和近景摄影测量等，其中，近景摄影测量是指测量范围小于100m。
　　 文章中简要介绍了数字近景测量的全局测量系统的来源和整体思路；根据摄影测量系统的图的关系详细介绍了摄影测量系统所需要的坐标系；以容易理解的方式推导了摄影测量学的基础共线方程，并引入了畸变参数；引入了罗德里格矩阵式的旋转阵的共线方程。
　　 文章中介绍了四种编码标记点的设计和编码方法，在基于象限的编码标记点设计方法中介绍了基于象限的编码标记点的设计、编码原理、算法研究及实现编码标记点的编码；在双层圆弧编码标记点图案的设计中介绍了双层圆弧编码标记点的设计方法和双层圆弧的标记点的编码过程；在基于四点的编码标记设计中介绍了基于四点的编码标记图案设计和孔位点的坐标推导；在基于三点的编码标记设计中介绍了基于三点编码标记点的设计和中心点的坐标推导。
　　 文章中统一介绍了相机的标定，介绍了OpenCV标定函数以及通过实验分析了影响OpenCV函数标定精度的因素；对引入罗德里格矩阵式旋转矩阵的共线方程的相机标定；介绍了一般旋转阵的标定。在一般旋转阵的标定中详细介绍了旋转阵的由来，最小二乘原理及理想相机共线方程的法方程的获得，以及普通旋转阵的标定和最终的物方点三维坐标得计算的推导。