[发明专利]一种相对定向-绝对定向中比例系数的求解算法

说明书

本发明提供了一种相对定向‑绝对定向中比例系数的求解算法，包括：步骤1，搭建十字标靶设备；步骤2，通过相机在任意2个不同的摄站点各拍摄1张有重合度的像片；步骤3，利用已有的相对定向公式计算2个摄站点中每个控制点的像空间辅助坐标以及任意2个控制点之间在像空间辅助坐标系中的距离；步骤4，通过建立像空间辅助坐标系中控制点距离与对应物方坐标系中控制点距离的线性关系，即可得到线性方程P_j＝λp_j，λ为比例系数；步骤5，通过控制点求得比例系数λ后，利用左右像片上的任意两个非控制点的模型点坐标之间的距离求得这两点之间的物方空间坐标。

技术领域

本发明属于摄影测量领域，具体涉及一种相对定向-绝对定向中比例系数的求解算法

背景技术

近景摄影测量作为一种快速获取被测物体大量物理信息和几何信息的测量手段。其主要任务是用于测制各种比例尺的地形图，建立地形数据库，为各种地理信息系统、土地信息系统以及各种工程应提供空间基础数据，同时服务于非地形领域，如工业、建筑、生物、医学、考古等领域。在一些工程领域，只需要测量出物体的几何尺寸，并不需要得到点的坐标。传统的相对定向-绝对定向解法在解决这一问题上则显得过于复杂。根据工程需要，在相对定向的基础上，求解相对定向到绝对定向之间的比例系数，即可完成测量。因此，如何准确求解相对定向到绝对定向之间的比例系数，对于近景摄影测量在工程领域的实际应用有着重要意义。

发明内容

本发明提供了一种相对定向-绝对定向中比例系数的求解算法，包括一台手持数码相机，在待测物体的附近布设十字标靶设备。通过少数点信息得到较多的距离信息，利用一种相对定向-绝对定向中比例系数的求解算法求出比例系数。

本发明的技术方案为：一种相对定向-绝对定向中比例系数的求解算法，包括如下步骤：

步骤1，搭建十字标靶设备，所述十字标靶设备为可拆卸式结构，包括5个标杆，其中3个标杆构成共顶点、两两相互垂直的三维立体结构，另外2个标杆分别与三维立体结构中任意两个标杆平行，每个标杆上设有多个控制点；

步骤2，通过相机在任意2个不同的摄站点各拍摄1张有重合度的像片，其中重合部分必须包含3维标杆中的所有控制点；

步骤3，利用已有的相对定向公式计算2个摄站点中每个控制点的像空间辅助坐标以及任意2个控制点之间在像空间辅助坐标系中的距离；

步骤4，通过建立像空间辅助坐标系中控制点距离与对应物方坐标系中控制点距离的线性关系，即可得到线性方程P_j＝λp_j，λ为比例系数，P为物方空间坐标系中任意两点间距离，p为像空间辅助坐标系中任意两点间距离，j为点间距离的个数，i为控制点的个数。

步骤5，通过控制点求得比例系数λ后，利用左右像片上的任意两个非控制点的模型点坐标之间的距离求得这两点之间的物方空间坐标。

进一步的，步骤3的具体实现如下，

设左像点，右像点，模型点的像空间辅助坐标分别为(X₁，Y₁，Z₁)，(X₂，Y₂，Z₂)，(NX₁，NY₁，NZ₁)或(N'X₂，N'Y₂，N'Z₂)，N，N’分别为左右像点的投影系数，B_X，B_Y，B_Z分别为摄站点在像空间辅助坐标系中X，Y，Z方向上的距离；

相对定向误差方程的一般通式：