[发明专利]基于前方交会约束的五点相对定向方法

权利要求书

1.一种基于前方交会约束的五点相对定向方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、拍摄包含五个点的被测物体的两张不同视角图像；

步骤二、建立五个点的共面方程：

设两张图像分别为I'和I″，I'和I″为一个像对；将I'和I″上的五个同名点记为集合P，对于P_i在I'上的像点为p_i'，P_i在I″上的像点为p_i″；C′x′y′z′和C″x″y″z″分别为I'和I″的像空间坐标系，C′(X_s1,Y_s1,Z_s1)和C″(X_s2,Y_s2,Z_s2)分别为坐标系C′x′y′z′与坐标系C″x″y″z″的坐标原点，C″在C′x′y′z′中的坐标为(bx,by,bz)，p_i'和p_i″在C′x′y′z′中的坐标分别为(u′,v′,w′)和(u″,v″,w″)，则p_i'和p_i″的共面方程为

f(Pi)=bxbybzu′v′w′u′′v′′w′′=0---(1)]]>

式中

[u′,v′,w′]T=[xiA-x0,yiA-y0,-f]T[u′′,v′′,w′′]T=R×[xiB-x0,yiB-y0,-f]T---(2)]]>

式(2)中(x₀,y₀)为像片的主点坐标，f为相机的焦距，分别为同名点p_i'和p_i″的像平面坐标，R为C″x″y″z″相对于C′x′y′z′的三个角元素组成的旋转矩阵；

步骤三、构造前方交会约束的五点相对定向目标函数：

minG(x)＝|f(p_i)|

s.tHi<0Hi<bzi=0,1···,n-1Qi=0;---(3)]]>

其中：

Hi=nz′nz′′(u′′+w′′)-nz′(ny′′+nx′′)w′′nz′′nx′-nz′nx′′+nz′′ny′-nz′ny′′---(4)]]>

Qi=Qix2+Qiy2=(nz′nx′′-nz′′nx′nz′nz′′Hi+u′′-nx′′nz′′w′′)2+(nz′ny′′-nz′′ny′nz′nz′′Hi+v′′-ny′′nz′′w′′)2---(5)]]>

n_x'＝u′,n_y'＝v′,n_z'＝w′

n_x″＝bx-u″,n_y″＝by-v″,n_z″＝bz-w″

bx²+by²+bz²＝1，且bx只涉及相对定向模型的比例尺；

步骤四、构造相对定向元素的迭代方程：

X^(k+1)＝X^(k)-a_k[J(X^(k))]^-1F^(k)

其中：

向量

[J(X^(k))]^-1为J(X^(k))的广义逆矩阵；

F^(k)为前交约束的k次迭代值；

a_k为使

g(ak)=Σi=04Qi(k)]]>

s.tHi(k)<0Hi(k)<bz(k)---(6)]]>

取得最小值的点。