光束法平差

摘要： 卫星光学遥感影像的几何畸变是制约其定位精度的重要原因。采用一般系统误差补偿模型难以从根本上消除影像复杂畸变。本文在有理函数模型RFM平差方案基础上,根据傅里叶级数的逼近特性,提出用二元傅里叶多项式代替一般多项式作为系统误差补偿项,以适用符合连续条件的任意形式畸变。仿真和实际数据平差试验结果表明,本文方法能够有效补偿由于影像内外方位元素误差造成的像方定位系统误差及不同大小的畸变。在控制点充足的条件下,附加3阶傅里叶补偿项的RFM平差定位精度显著优于附加一般多项式补偿项的常规方法,其中SPOT-5异轨立体像对平差后平面和高程定位精度可分别达到3.34 m和2.48 m,QuickBird同轨立体像对平差后平面和高程定位精度分别达到0.77 m和0.54 m,均达到了子像素精度水平。二元傅里叶多项式可作为一种通用的影像系统误差补偿模型,拓展应用于航空和近景影像的畸变校正。

摘要： 现阶段,无人机摄影测量成为了测绘领域主要数据采集方式。为验证该技术进行大比例尺测图精度的可靠性,依托D-2000无人机进行1∶500比例尺的测图设计完成高精度制图。首先,利用D-2000无人机对测区进行1.5 cm分辨率影像数据采集,并进行处理获取的测区三维模型和数字线画图;然后,在测区均匀选择高差较大的特征点进行坐标点提取以及分布均匀的特征线进行长度量测作为精度评估参考样本;最后,利用网络RTK及全站仪对选择的特征点、线进行坐标重采样作为精度参考。通过对2种方法的水平、高程精度对进行比分析可知,基于D-2000倾斜摄影方案获取三维坐标与RTK采集样本点平面坐标X、Y方向平均精度中误差分别差1.44 cm、1.12 cm,高程Z平均精度中误差为1.6 cm,测量结果满足1∶500比例尺精度要求,可为房屋一体化工作提供基准参考。

摘要： 针对无人机空中三角测量处理需要外业控制点数量多、工作量大的问题,提出了北斗卫星导航系统(BDS)辅助无人机大比例尺免像控精度验证方法.该方法利用搭载双频全球卫星导航系统(GNSS)接收机的无人机摄影测量平台接收BDS数据,探讨了高精度的BDS摄站坐标解算、BDS数据与无人机影像数据联合平差关键技术,最后,以工程实例验证该方法的有效性.实验结果表明:此方法在无像控点情况下满足1∶500的大比例测图精度要求.

摘要： 针对带状序列无人机影像自检校空中三角测量时存在相机参数误差累积过大的问题,提出一种分类自检校(CSC)方法.该方法首先根据影像的GPS位置信息建立KD树,并利用K-Means进行自分类;然后对每类影像分别进行自检校光束法平差,将自检校得到的多组相机参数进行加权平均;最后进行全局自检校光束法平差.多组实验表明,CSC方法与室内检校场检校参数的像点畸变不符值均方根误差为0.5像素,检查点点位均方根误差为10.1 cm,且较Smart3D,VisualSFM和COLMAP软件能更精确地表示数据的原始姿态.综上,CSC方法可为带状区域无人机影像自检校空中三角测量提供一种有效的方案,具有较强的实践应用价值.

摘要： 多视角三维重建依赖目标表面的纹理特征,在处理低纹理区域时易出现数据空洞现象,融合目标物反射光的偏振信息可以在不同光照环境下对其进行完整重建,通过偏振参数计算物体表面法向量,进而重建目标物深度图.但单独使用偏振信息重建三维表面存在方位角歧义和天顶角偏差等问题,导致重建结果出现变形甚至得不到深度结果.针对存在低纹理区域的物体,使用偏振相机获取30个左右视角下四个偏振角度的影像,利用视差角参数化光束法平差方法优化相机参数与点云坐标,泊松优化方法纠正天顶角偏差,使用多视角立体几何与偏振信息融合的三维重建算法,既可以弥补多视角三维点云局部数据空洞现象,又可以解决偏振三维中方位角歧义和天顶角偏差的问题,最终得到更加精确的三维重建结果.

摘要： 无序航空影像的三维重建是摄影测量和计算机视觉领域研究的热点问题。提出一种可以不依赖任何辅助信息,由无序航空遥感影像全自动重建三维地形模型的算法流程。实验通过3组具有代表性的影像数据集验证了该方法的有效性和适用性。对重建后的三维地形模型的绝对精度检验表明,该方法重建的三维模型不仅具有较高的平面精度,而且当影像的基高比较好时,也可以获得较高的高程精度。

摘要： 近年来,倾斜摄影测量技术在智慧城市方面得到了广泛的应用.本文利用一种重叠率较高的倾斜航空影像,进行光束区域网平差计算,自动匹配映射纹理.针对航空倾斜摄影像因尺度变化较大、遮挡严重和几何校正偏差较大而引起同名点匹配不精确的问题,应该充分利用POS数据、在飞机获取的原始数据和光束法平差的基础上,实现多视角摄影技术进行城市仿真三维模型的构建、三维信息的提取和高精度测量.其中,以成都市作为实验区域,使用X-8固定翼无人机和DJ-3数码相机获取试验区倾斜影像,并对空三模型计算结果进行验证分析,通过多视角影像数据的空间匹配和纹理的映射分析,完成对试验区高精度的真三维模型的快速构建与三维信息的提取.最后,利用外业采集的16个具有特征检验点对模型成果进行平面和高程的精度验证.结果表明,模型成果满足相关规范的精度要求,并且适用范围较大,为"互联网+智慧城市"建设提供重要的数据支持.

摘要： 本文主要论述近景摄影测量技术在"华龙一号"核电厂反应堆压力容器安装中的应用,为满足反应堆主系统安装的高精度技术要求,须对压力容器本体进行三维尺寸测量,获取安装所需的精确尺寸数据.本方法采用摄影测量技术对压力容器本体特征点进行拍摄,采用专用软件匹配影像和采集像素点信息,对采集的数据进行分析处理,光束法平差后数据与相关设计数据进行对比分析,计算得出设备定位所需的尺寸数据.通过近景摄影三维测量技术实现了压力容器本体尺寸数据的高质和高效采集,满足了主系统安装的技术需求.

摘要： 无序航空影像的三维重建是摄影测量和计算机视觉领域研究的热点问题.提出一种可以不依赖任何辅助信息,由无序航空遥感影像全自动重建三维地形模型的算法流程.实验通过3组具有代表性的影像数据集验证了该方法的有效性和适用性.对重建后的三维地形模型的绝对精度检验表明,该方法重建的三维模型不仅具有较高的平面精度,而且当影像的基高比较好时,也可以获得较高的高程精度.

摘要： 针对大规模长序列无人机(UAV)影像定位中存在的速度慢、误差漂移等问题,结合UAV影像的特点,提出了一种基于场景图划分的UAV影像定位算法.首先,利用全球定位系统(GPS)辅助信息缩小特征匹配的空间搜索范围,从而加速同名点的提取;之后结合视觉一致性和空间一致性来构建场景图,并利用归一化割(Ncut)对其进行划分;接着,对各组场景图进行增量重建;最后,利用光束法平差(BA)融合场景图从而计算出场景的三维模型.此外,在BA阶段,所提算法对代价函数进行扩充,即加入了GPS空间约束信息.在四个UAV影像数据集上的实验结果表明,与COLMAP等多种运动恢复结构(SFM)算法相比,所提算法的定位速度提升了50％,重投影误差减小了41％,定位误差控制在0.5m之内.此外,通过有无GPS辅助下的算法的实验对比,可以得知引入相对和绝对GPS约束的BA有效解决了误差漂移问题,避免了出现歧义性结果,并且极大地减小了定位误差.

摘要： 光束法平差是当前摄影测量和计算机视觉及机器人领域通用的一种利用影像进行定位的理论与方法.自诞生以来,通过多个学科学者的共同努力,其在理论上和方法上都有了全面和完备的发展,也备受多个交叉学科学者的关注.首先试图从历史发展的角度,介绍光束法平差的起源、模型的建立及其扩展,然后讨论其处理系统误差和粗差的方法及其解算方法.时间跨度大致涵盖光束法平差发展的60a,涉及的贡献主要来自摄影测量,但也包括了大地测量、计算机视觉和机器人领域的代表性工作.最后指出当前光束法平差的几个发展动态.文末附有光束法平差涉及的几个相关人物的简介.

摘要： 基于双目视觉的月球车导航算法是嫦娥三号任务遥操作技术的一项关键技术,有助于月球车更好的完成对周围环境的感知、识别以及自主规划等,在保障安全的情况下能够极大地提高月球车的行走效率.本文提出了一种基于光束法平差的月球车导航定位算法.通过对同站点的立体匹配、前、后两站特征点匹配及当前站点位置计算三个步骤可以实现基于前后站立体图像对月球车当前站点位置的计算,从而可以实现月球车连续导航点的定位.通过在场外进行的多组实验,验证了算法的可行性.

摘要： 本文就双目视觉里程计的设计及关键问题进行深入研究;提出了一种结合图像特征点不确定度的最大似然估计法对单步运动估计进行优化;并提出一种局部双目光束法平差对视觉里程计的结果进行进一步优化。本文进行了多组不同环境下，包括室内仿月球表面环境、草地、大范围校园环境等的实验。实验结果与高精度的全站仪获得的真实数据比照，验证了改进后算法的准确性。

摘要： 车载全景组合式相机成像模型和检校过程较复杂,提出一种简单且高效的基于球模型车载全景序列影像的光束法平差方法.首先利用空间球模型建立球面全景拼接影像像方和物方的映射关系.然后对全景影像进行SIFT特征匹配和粗差的剔除,并投影到球空间构建多视连接点,辅助GPS/IMU数据,采用"前交-后交"法进一步剔除粗差.最后基于球模型建立全景成像共线方程,并推导其误差方程的具体表达形式,加入GPS/IMU获取的外方位元素为观测值,构建无控制点的联合误差方程和法方程,采用经典光束法平差求解.实验结果表明,本文方法可以解决基于球模型的全景影像匹配和平差问题,并可获取大量的连接点参与平差,在车载全景影像分辨率较低,车载系统未进行严密检校以及全景影像畸变等因素的影响下,平差结果较为满意,完全可以满足车载全景影像快速量测的低精度要求.

摘要： 本文根据激光跟踪测量系统的特点,用一种评定激光跟踪仪现场测量误差的方法,即布设一个小型实验控制网,从各个测站对所有的固定目标点分别进行测量,对所测的数据进行光束法平差,然后对平差之后水平角、垂直角、斜距的残差进行统计计算,得出跟踪仪在现场的测量精度,这种方法把现场的测量环境,仪器的自身性能,操作人员的水平等因素包括在内.

摘要： 利用不同阶数的多项式模型对外方位元素进行内插建模,比较不同模型对定位精度的影响,并使用河南嵩山地区SPOT-5遥感影像数据对模型进行试验验证和比较分析,结果表明,只用偏移系数就可以得到平面±10.88m、高程±8.74m的定位精度,过多的未知系数参数对定位精度提高不明显。

摘要： 欧空局火星快车探测器搭载HRSC测绘相机,影像分辨率高达10米,可同时获取不同角度的全色与多光谱图像,其高分辨率成像以及同轨立体的特点适合于生成火星全球高分辨率地形数据.本文研究了利用HRSC影像进行火星表面三维地形重建的方法,首先对HRSC立体影像进行光束法平差,改正影像外方位元素,然后利用金字塔分层匹配以及最小二乘影像匹配方法匹配同名点,通过空间前方交会获取高精度火星地形数据.试验分析了不同连接点生成方案对平差及三维地形重建的影响,结果表明,光束法平差可显著提高外方位元素精度,增强三维重建效果,平差过程中适当的连接点即可满足要求,过多的连接点并不能进一步改善三维重建结果.

摘要： 本文将影响航天线阵传感器几何定位能力的传感器系统误差引入到光学传感器的基本成像模型——共线方程中,以此扩展的成像模型为基础,给出了多镜头航天线阵传感器自检校理论及数据平差处理的实现途径.采用国产航天三线阵相机进行了相关试验和分析,试验过程和结果表明相关理论和方法正确可行,能够对相机的几何测量参数进行很好的标校,从而使航天线阵相机的对地定位量测性能得到提升.

摘要： 本文将影响航天线阵传感器几何定位能力的传感器系统误差引入到光学传感器的基本成像模型——共线方程中,以此扩展的成像模型为基础,给出了多镜头航天线阵传感器自检校理论及数据平差处理的实现途径.采用国产航天三线阵相机进行了相关试验和分析,试验过程和结果表明相关理论和方法正确可行,能够对相机的几何测量参数进行很好的标校,从而使航天线阵相机的对地定位量测性能得到提升.

摘要： 本文将影响航天线阵传感器几何定位能力的传感器系统误差引入到光学传感器的基本成像模型——共线方程中,以此扩展的成像模型为基础,给出了多镜头航天线阵传感器自检校理论及数据平差处理的实现途径.采用国产航天三线阵相机进行了相关试验和分析,试验过程和结果表明相关理论和方法正确可行,能够对相机的几何测量参数进行很好的标校,从而使航天线阵相机的对地定位量测性能得到提升.

摘要： 本公开提供了一种基于变分法的共轭梯度法光束法区域网平差方法，包括：获取区域内具有一定重叠度的影像和对应的成像参数，对成像方程进行线性化，构建光束法区域网平差的误差方程，并变换得到光束法区域网平差的法方程，以及构建一组在n维向量空间中关于法方程系数阵的线性无关的向量组；采用变分法将法方程的求解问题转化为求解目标函数S(X)最小值的问题；依次沿着相互共轭的方向进行方程组解的搜索，采用迭代计算方法，求得共轭梯度法光束法区域网平差法方程的最优解。本公开的计算方法能够保证平差区域网平差的严密性和平差解算结果的几何精度，且计算简便高效、容易程序实现。

摘要： 本发明公开了一种光束法区域网迭代自检校平差方法，所述平差方法包括通过影像匹配技术获取影像上特征同名点的初始像点坐标，获取所述影像的初始外方位元素值并使用所述初始外方位元素值构建区域网，构建多种附加参数模型组合进行迭代并输出平差结果，对所述平差结果进行判断，若满足要求，则输出附加参数值，若不满足则循环迭代直至满足要求，解决了传统自检校方法模型单一，适用相机有限的问题，能够防止自检校过程中的过度参数化问题，在平差过程中也能最大程度上拟合系统误差，本发明不仅可以用于摄像机本身系统误差也可用于平差过程中其它系统引入误差的校正补偿。

摘要： 本公开提供了一种基于变分法的共轭梯度法光束法区域网平差方法，包括：获取区域内具有一定重叠度的影像和对应的成像参数，对成像方程进行线性化，构建光束法区域网平差的误差方程，并变换得到光束法区域网平差的法方程，以及构建一组在n维向量空间中关于法方程系数阵的线性无关的向量组；采用变分法将法方程的求解问题转化为求解目标函数S(X)最小值的问题；依次沿着相互共轭的方向进行方程组解的搜索，采用迭代计算方法，求得共轭梯度法光束法区域网平差法方程的最优解。本公开的计算方法能够保证平差区域网平差的严密性和平差解算结果的几何精度，且计算简便高效、容易程序实现。

摘要： 本公开的示例描述了用于在可穿戴头部设备上呈现虚拟内容的系统和方法。在一些实施例中，可穿戴头部设备的状态通过最小化基于与重投影误差相关联的减小的权重的总误差来确定。反映可穿戴头部设备的所确定的状态的视图经由可穿戴头部设备的显示器呈现。在一些实施例中，基于经由可穿戴头部设备的传感器接收的图像数据和经由可穿戴头部设备的第一IMU和第二IMU接收的惯性数据，可穿戴头部设备计算第一预积分项和第二预积分项。基于第一预积分和第二预积分项，可穿戴头部设备估计设备的位置，以及基于设备的位置，可穿戴头部设备呈现虚拟内容。

摘要： 本公开提供了一种基于不完全分解预处理的共轭梯度法光束法平差方法，包括：步骤S1，构建光束法平差的法方程的统一形式，采用多类未知数交替趋近解法的多类法方程；步骤S2，采用对角线矩阵块作为预处理矩阵进行不完全Cholesky分解预处理，降低法方程系数阵的条件数；步骤S3，给定共轭梯度法光束法平差的迭代初值，依次沿着相互共轭的方向进行相关目标函数解的搜索，并将目标函数改造为能够直接求得原法方程的解X的值的形式；步骤S4，给定一小值ε作为迭代收敛条件进行迭代计算，直至满足收敛条件迭代终止，输出方程的最优解。本公开能够有效地提高区域网平差的稳定性和计算效率，更好地适应大区域影像产品生产和三维重建等工作。

摘要： 本发明涉及一种基于RFM模型光束法平差和影像重采样的颤振探测修正方法，该方法包括两部分：首先基于三线阵影像原始RPC生成虚拟控制点，然后利用多视影像约束匹配获得密集匹配点，将这些虚拟控制点和密集匹配点加入区域网平差模型，由此计算平差后三线阵影像密集匹配点的反投影残差进行颤振探测分析；同时基于颤振探测结果对影像重采样生成没有畸变的影像，并且对姿态数据平滑处理重新生成高精度的RPC，从而实现了成像模型与影像同步重构。与现有技术相比，本发明具有实现成像模型和影像进行同步校正、有效消除颤振影响等优点。

摘要： 本发明公开了一种带有摄影比例尺的光束法平差算法。首先利用常规三维重建算法得到被测物点的三维坐标初值，然后根据各被测物点的三维坐标初值计算出各物点在对应相机中成像的摄影比例尺，并建立带有摄影比例尺的目标函数，优化相机参数和被测物点三维坐标初值，得到最终的相机参数和三维坐标。该方法适用于工业摄影测量中相机与标志点的距离变化较大时的三维坐标重建，且计算结果可靠。

摘要： 本公开提供了一种基于不完全分解预处理的共轭梯度法光束法平差方法，包括：步骤S1，构建光束法平差的法方程的统一形式，采用多类未知数交替趋近解法的多类法方程；步骤S2，采用对角线矩阵块作为预处理矩阵进行不完全Cholesky分解预处理，降低法方程系数阵的条件数；步骤S3，给定共轭梯度法光束法平差的迭代初值，依次沿着相互共轭的方向进行相关目标函数解的搜索，并将目标函数改造为能够直接求得原法方程的解X的值的形式；步骤S4，给定一小值ε作为迭代收敛条件进行迭代计算，直至满足收敛条件迭代终止，输出方程的最优解。本公开能够有效地提高区域网平差的稳定性和计算效率，更好地适应大区域影像产品生产和三维重建等工作。

摘要： 本发明公开了一种基于T‑MAC的摄影测量光束法平差优化方法，包括以下步骤：S1：选取待测部件的CAD模型设计坐标系作为基坐标系，建立各测量坐标系与基坐标系之间的转换关系，标定摄影测量像空间坐标系，将测量结果统一至基坐标系下；S2：控制机器人带动相机，围绕待测部件多角度拍摄，提取相片中像点坐标信息，列出共线方程及对应的误差方程；S3：记录不同摄站下T‑MAC的位姿参数，通过坐标系标定结果求解基坐标系下的相机外参，建立约束方程；S4：利用光束法平差整体求解空间点三维坐标及改正后的相机外参。本发明该方法为摄影测量提供一种替代编码点拼接的相机定向和测量平差方法，保护了被测物体表面不被损坏，提高了摄影测量精度及自动化程度。

摘要： 本发明公开了一种光束法平差算法数字图像处理的加速方法及系统，属于数字图像处理领域，包括步骤：存储输入的观测数据和相机参数；利用数据中三维点所对应相机编号的观测信息，将需要计算的观测数据无差别的分配到每一条计算流水线中，实现基于时间平衡策略的多相机数据提前分类的并行化计算加速；雅可比矩阵的计算包括重投影计算模块单元和元素计算模块单元；按照雅可比矩阵中偏导元素位置，对计算完成的雅可比矩阵数据进行分布式存储；利用观测点的共视信息和观测序号，对海森矩阵的计算进行多并行分块计算加速；利用海森矩阵中矩阵块的稀疏分布性，将计算完成的海森矩阵数据进行分块存储。本发明优化了数字图像处理计算速度与数据读写速度。