[发明专利]一种提高多相机合成影像摄影测量精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄影测量领域，具体涉及一种提高多相机合成影像摄影测量精度的方法。

背景技术

摄影测量是通过相机拍摄的空间物体的影像对空间物体的形状、大小、空间位置、性质及相互关系进行量测的技术。为了提高量测结果的精度及量测的效率，现代摄影测量中大都将多台单相机按不同摄影方向和位置组合在一起等效于一台宽角相机或全景相机对空间物体的不同位置和方向同时进行摄影，尽可能一次大范围大角度地获取空间物体的影像，再经后续计算机处理将这些单相机拍摄的影像拼接成一张相当于一台只有一个等效投影中心的虚拟宽角相机或全景相机拍摄的合成影像，然后对合成影像进行摄影测量处理而达到量测目的，也可以与其它仪器设备一起用这样拼接的合成影像进行定位导航用途。由于这样的多相机合成影像在拼接过程存有一定的投影近似性，不是严格意义的中心投影影像，只能在满足一定的摄影条件下使用才能达到测量的精度要求。

文献1(Liang Tang，ChristophKarsten Jacobsen，Christian Heipke，Alexander Hinz，2000.GEOMETRIC ACCURACY POTENTIAL OF THE DIGITAL MODULAR CAMERA，International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing.Vol.XXXIII，Part B4.Amsterdam2000，pp.1051～1057.)对航空面阵多相机合成影像的摄影测量精度进行了分析，并给出了摄影测量精度于摄影距离间的关系曲线。

文献2(Cramer，M.，2007.The EuroSDR Performance Test for Digital Aerial Camera Systems.Proceedings of the 51st Photogrammetric Week，Stuttgart，Germany.3-7September，pp.89-106.)、文献3(Madani M.，Shkolnikov I.2008.INCREASING GEOMETRIC ACCURACY OF DMC’S VIRTUAL IMAGES.TheInternational Archives of the Photogrammetry，Remote Sensing and Spatial Information Sciences.Vol.XXXVII.Part B3a.2008Beijing.)都指出了多相机合成影像存在量测精度低的问题，并提出了用摄影测量中的自检校空三平差及验后误差格网改正等方法来提高精度。

目前，由于多相机系统种类众多，性能差异较大，以及摄影条件的复杂多样，而上述文献提出的自检校空三平差法很难选择合适的附加改正参数得到稳定的量测结果，验后误差格网改正法也难在一定数量的地面控制点情况下对合成影像存在的系统误差进行有效补偿。尤其在近距离摄影时，这些方法均达不到量测的精度要求，也不能直接对多相机系统中各个单相机的性能进行定期的检校。而对于地面近距离摄影用的多相机系统的精确测量目前还缺少类似的事例，缺乏通用性较强的对所有多相机合成影像进行有效严密处理的方法和手段。

发明内容

鉴于现有摄影测量技术领域存在的问题，本发明只在于提出一种提高多相机合成影像摄影测量精度的方法，主要解决多相机合成影像拼接中存在投影近似性造成近距离摄影时摄影测量精度低的问题。

进一步地说，本发明利用多相机合成影像拼接时与单相机原始影像间严密的相互转换关系，将多相机合成影像在空三平差、三维量测及正射纠正等摄影测量处理中观测的像点坐标精确地变换到单相机原始影像上得到单相机原始影像上对应的像点坐标，再将多相机合成影像的外方位元素与单相机在多相机系统内确定的定向元素结合，建立单相机原始影像上的对应像点、该对应像点所属单相机物镜中心与该对应像点对应的地面点之间严密的摄影测量共线方程，对其进行严密的摄影测量处理而达到提高量测精度的目的。

本发明理论严密，通用性强，不但可以处理低空摄影情况下的多相机合成影像，也能处理地面近距离摄影得到的多相机合成影像，包括全景影像。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高多相机合成影像摄影测量精度的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)对多相机系统进行检校得到多相机系统中每个单相机内方位元素、物镜畸变及在多相机坐标系中确定的外方位元素的相机参数；