[发明专利]基于激光点云的无需检校场的相机检校方法

说明书

本发明属于摄影测量领域，尤其涉及基于激光点云的无需检校场的相机检校方法。其特征在于：1)建立二次曲面与不等式约束的相机检校数学模型；2)利用不等式约束的非线性最小二乘法进行相机参数迭代平差解算；3)相机检校精度评估。本发明不需要建立室内或室外检校场，节省检校场建立和维护所需的大量成本，特别适用于光学影像和激光点云联合建模中的相机检校。

技术领域

本发明涉及一种基于激光点云的无需检校场的相机检校方法，属于摄影测量领域。

技术背景

摄影测量中，高精度的相机参数是测绘成果质量的保障。因此测量前应对相机进行检校 以获取高精度相机参数。传统的相机检校方法需建立室内或室外的检校场，其中室内检校场 检校精度较高，但需要在室内布设一定数量的高精度三维控制点，成本高且需要经常性的维 护和复测。室外检校场能最大限度地接近实际观测时的外界条件，但需要在建筑物上布设一 定数量的人工标志点，标志点的布设、观测及维护增加了工作难度和成本。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种以激光点云为控制，无需检校场的相机检校方 法。

其技术方案为：

一种基于激光点云的无需检校场的相机检校方法，其特征在于采用以下步骤：

1)检校的数学模型。应用多视几何的方法将影像转化为稀疏三维点云，通过手动选取3 对近似同名点对激光点云与影像稀疏点云进行粗配准。每一个影像三维点P_i(X_i,Y_i,Z_i)，在 三维激光点云中搜索与其最邻近的n个激光点进行二次曲面拟合，将该拟合的曲面作为局部 真实场景的逼近，P_i对应的激光点云中同名点理论上应落在所拟合的曲面上。本发明采用二 次曲面作为拟合模型，如式(1)所示

Z_L＝A_iX_L²+B_iX_LY_L+C_iY_L²+E_iX_L+F_iY_L (1)

式中X_L,Y_L,Z_L为三维激光点坐标，A_i,B_i,C_i,E_i,F_i为拟合参数。利用n个激光点可解算出 拟合参数A_i,B_i,C_i,E_i,F_i。

所建立检校的数学模型满足以下三个条件①影像三维点云中每一个三维点都落在其对应 的最邻近曲面上；②影像三维点坐标、像点坐标、影像的内外方位元素、畸变参数应满足共 线条件方程；③影像三维点与最邻近的激光点云点距离足够小。模型具体形式见式(2)。

Z_i＝A_iX_i²+B_iX_iY_i+C_iY_i²+E_iX_i+F_iY_i

其中：