[发明专利]一种测绘相机高精度内、外方位元素的标定方法

说明书

本申请涉及测绘相机高精度标定领域，具体涉及一种测绘相机高精度内、外方位元素的标定方法，该方法首先将第一基准镜与测绘相机固定连接，并搭建平行光标定系统；基于平行光标定系统，通过采用第一基准镜以及平行光法，标定测绘相机的内方位元素并得到可视化相机光轴；然后将第二基准镜与惯性测量单元IMU连接成POS系统设备；通过采用陀螺全站仪建立POS系统设备的可视的POS系统设备测量基准坐标系；然后利用经纬仪自准直测量可视化相机光轴与可视的POS系统设备测量基准坐标系之间的偏心角，并基于偏心角标定测绘相机的外方位元素，通过建立可视化的测绘相机坐标系及POS测量基准坐标系，为测绘相机的测量以及标定内、外方位元素提供了极大的便利。

技术领域

本申请属于测绘相机高精度标定领域，特别涉及一种测绘相机高精度内、外方位元素的标定方法。

背景技术

内、外方位元素的精密标定是实现测绘相机高精度测量的关键，内方位元素的标定主要指测绘相机主点、主距及畸变系数的标定，外方位元素标定主要指测绘相机坐标系与POS测量基准坐标系之间偏心角的标定。

由于测绘相机现有的内、外方位元素标定方法需要综合利用地面实验室及外场飞行：在地面实验室内采用标定网格法或平行光法等方法，标定出测绘相机的主点、主距及畸变系数等内方位元素，而当需要标定外方位元素时，则需要进行外场飞行，通过飞行的方式对地面布置的大量经过精密测量的已知点进行成像，然后采用专用算法，标定出测绘相机光轴与POS测量基准坐标系之间的偏心角，因此，根据上述过程可以得出，现有的标定方法将内、外方位元素进行分裂式标定，导致标定过程需要耗费大量的时间及经济成本，为使用带来了很多不便。

发明内容

本申请提供了一种测绘相机高精度内、外方位元素的标定方法，在地面实现测绘相机内、外方位元素的标定，旨在至少在一定程度上解决现有的测绘相机外方位元素标定时需要外场飞行的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：

一种测绘相机高精度内、外方位元素的标定方法，包括以下步骤：

将第一基准镜与测绘相机固定连接，并搭建平行光标定系统；

基于平行光标定系统，采用第一基准镜以及平行光法，标定测绘相机的内方位元素并得到可视化相机光轴；

将第二基准镜与惯性测量单元IMU连接成POS系统设备；

采用陀螺全站仪建立POS系统设备的可视的POS系统设备测量基准坐标系；

利用经纬仪自准直测量可视化相机光轴与可视的POS系统设备测量基准坐标系之间的偏心角，并基于偏心角标定测绘相机的外方位元素。

本申请实施例采取的技术方案还包括：基于平行光标定系统，采用第一基准镜以及平行光法，标定测绘相机的内方位元素并得到可视化相机光轴的步骤，具体包括：

基于精密转台与测绘相机的相对位置对精密转台进行重置操作，获得原始状态的原始坐标数据；

基于第一经纬仪对原始状态下的精密转台进行测量操作，获取平行光与第一基准镜之间的第一夹角数据；

转动原始状态下的精密转台并基于测绘相机对平行光进行成像操作，记录平行光相对于测绘相机的入射角度数据，并获取成像后的平行光坐标数据；

基于平行光坐标数据以及入射角度数据，根据预设的几何光学计算方法，计算得到内方位元素，以及计算得到在精密转台处于原始状态下时，平行光与测绘相机的相机光轴之间的第二夹角数据；

将原始坐标数据、内方位元素以及第二夹角数据做联合计算，得到相机光轴与第一基准镜之间的偏心角，并基于偏心角获取可视化相机光轴。

本申请实施例采取的技术方案还包括：根据预设的几何光学计算方法，计算得到内方位元素具体包括：