一种基于罗德里格矩阵的光学影像与地面激光点云配准方法

摘要

本发明属于摄影测量领域，尤其涉及航测点云数据拼接方法，其特征在于：1)基于罗德里格矩阵进行光学影像与地面激光点云配准。本发明采用一种基于罗德里格矩阵的配准方法，其特征在于有条件多次迭代求解权p

说明书

技术领域

本发明涉及基于罗德里格矩阵的光学影像与地面激光点云配准方法，属于摄影测量领域。

技术背景

摄影测量中，激光点云可以提供精确的几何位置信息，通过光学影像可以获取丰富的色彩纹理信息。两者的结合广泛应用于三维建模。然而，两者所在的参考坐标系不同，需解决两者参考坐标系统一的问题，即两者之间的几何配准问题。在影像与激光点云配准中，主要存在以下困难(1)配准初值难以获取，由于空间相似变换模型为初始参数非线性方程，初始参数解较为复杂。(2)控制点存在选点误差，使得配准精度往往不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种稳定性强，配准精度高的光学影像与地面激光点云配准方法。其技术方案为：

一种基于罗德里格矩阵的光学影像与地面激光点云配准方法，其特征在于采用以下步骤：

1)基于罗德里格矩阵的配准参数迭代求解方法。假设有m个控制点，坐标分别为(X

式中λ为尺度参数，X

(1)式可以写为参数a，b，c，X

令：

则有：

根据参数a，b，c，X

2)迭代求解方法中权pi的确定。

模型迭代平差中不同类型观测值权的选取至关重要，权选取的过大或过小都会影响配准精度。本发明中权p

①像点观测的初始权p

②第j+1次迭代过程中，计算前一次迭代的中误差

3)姿态角的计算及精度评定。

罗德里格矩阵：

由R求

ω＝-arcsin r

又根据迭代平差计算出参数X＝[X

Δ

式中：

其它元素均为1。

具体实施方式

步骤1)控制点布设：均匀布设一定数量控制点，并对控制点进行观测获取其高精度坐标(X

步骤2)影像获取及像点坐标的量测：应用待检校的相机获取多幅带控制点影像，并量测影像上控制点像点坐标(x

步骤3)计算检校参数的初值：根据

计算λ初值，根据

式中：ΔX

Δx

计算a，b，c的初值，将λ和a，b，c带入

计算出X

相机主距f初值选为相机焦距0。

步骤4)应用步骤3)中给出的a，b，c，X

迭代求解配准参数并计算。

步骤5)根据a，b，c求解姿态角

实验数据证明：

实验证明本发明可以解决控制点选点精度较低的问题，有较高的配准精度，提高摄影测量点云精度。

附图说明：

图1为本发明点云配准流程图。

图2为本发明激光点云配准试验（航测）场地。