[发明专利]基于基本配置点的两步法摄影物点、像点自动匹配方法

说明书

本发明涉及基于基本配置点的两步法摄影物点、像点自动匹配方法，可有效解决不依赖编码标志而实现摄影物点和像点的快速自动匹配的问题，方法是，本发明解决的技术方案是，先利用像素最大的2个大标志圆及其边缘分布的3个小标志圆组成的5个特征点计算摄站概略外方位元素值，然后利用已知物点坐标信息反算对应像点的概略像点坐标，解算像点坐标与软件提取像点坐标进行比较，利用阈值，实现摄影物点与像点的自动快速匹配，本发明方法简单、可靠，易操作，效果好，工作效率高，匹配准确率高，有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及摄影测量领域，特别是一种基于基本配置点的两步法摄影物点、像点自动匹配方法。

背景技术

共线条件方程是摄影测量计算的基础，共线条件方程构建的前提是实现摄影物点和像点的匹配。在航空及航天摄影测量中，地面控制点数量有限，一般采用事后处理、人工匹配方法。在数字近景摄影测量中，常利用编码标志实现摄影物点和像点的自动匹配。目前应用广泛的编码标志主要分为同心圆环型(图1中的a和b)和点分布型(图1中的c和d)，根据编码规则，编码标志的容量为几十个至数百个。由于近景摄影测量摄影距离一般较近(几米至几十米)，编码标志尺寸一般较小，边长一般在几厘米至十厘米之间，尺寸具体数值与相机参数及摄影距离相关。

在一些特殊应用场合，当摄影距离增加时，为保证一定的椭圆拟合精度，通常需要增大摄影标志尺寸。当摄影标志数量有限而又不便于布设大尺寸编码标志时，则需要考虑建立一套不依赖于编码标志的摄影物点与像点自动匹配方案，这也是出发点，但如何实现摄影物点、像点自动匹配至今未见有公开报导。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于基本配置点的两步法摄影物点、像点自动匹配方法，可有效解决不依赖编码标志而实现摄影物点和像点的快速自动匹配的问题。

本发明解决的技术方案是，先利用像素最大的2个大标志圆及其边缘分布的3个小标志圆组成的5个特征点计算摄站概略外方位元素值，然后利用已知物点坐标信息反算对应像点的概略像点坐标，解算像点坐标与软件提取像点坐标进行比较，利用阈值，实现摄影物点与像点的自动快速匹配，方法是：

(1)对拍摄图像进行阈值分割和椭圆拟合，获得标志成像椭圆中心的像点坐标和椭圆短半轴长度的像素数；

(2)根据图像椭圆短半轴长度的像素数，像素数最大的为大标志的成像，判断出对应的像点，实现像片的定向；

(3)求取两个大标志与其它标志之间距离的像素数，实现基本配置标志的自动匹配；

(4)利用标志的物方和像方坐标信息，通过单像空间后方交会方法解算得到图像拍摄瞬间的相机的6个外方位元素的位置和姿态参数概值，用计算机实现基本配置标志的自动匹配；

(5)利用相机外方位元素概值与已知物点坐标，除5个基本配置点外，解算得到其余物点的概略像点坐标；

(6)将步骤(1)利用计算机软件拟合得到的标志图像中心像点坐标与步骤(5)解算的概略像点坐标进行比较，两个方向上的差值均在25个像素以内时，为摄影物点与该像点为对应匹配；

(7)根据标志库内编号数据为对应像点进行编号，由计算机完成摄影物点与像点的快速自动匹配。

本发明方法简单、可靠，易操作，效果好，工作效率高，匹配准确率高，有实际应用价值。

附图说明

图1为本发明典型编码标志类型示意图；

图2为本发明的摄影标志示意图；

图3为本发明摄影标志布设情况图；

图4为本发明阈值分割算法执行情况图；

图5为本发明椭圆拟合算法执行情况图。