[發(fā)明專利]一種基于后方交會(huì)測量的云鏡攝系統(tǒng)參數(shù)測量方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710023142.3
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108303117B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建侖;何燦;鄭鴻旭;劉文生;張成林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財(cái)寶

本發(fā)明提供了一種基于后方交會(huì)的云鏡攝系統(tǒng)參數(shù)測量方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：S1、在固定焦距下，對同一像片獲取多組交匯點(diǎn)坐標(biāo)和前方投影對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)，糾正誤差獲取交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)；S2、獲取相同俯仰角下的多組交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)和前方投影對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)二維點(diǎn)集，進(jìn)行第二次后方交會(huì)和最小二乘光束平差，獲得云鏡攝系統(tǒng)的軸像距、旋轉(zhuǎn)臂長及其一般方程；S3、利用不同焦距下獲得的正交位軸像距和焦距的擬合函數(shù)與俯仰角建立焦距?軸像距?俯仰角曲面函數(shù)。通過云鏡攝系統(tǒng)的軸像距參數(shù)特性及其求取方法，準(zhǔn)確獲取了軸像距?焦距?俯仰角函數(shù)，解決了利用視頻流測量三維點(diǎn)云技術(shù)中的云鏡攝系統(tǒng)的軸像距獲取問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于后方交會(huì)測量的云鏡攝系統(tǒng)參數(shù)測量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要獲取大量的植物表型信息。為了通過圖像獲取植物表型信息，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)監(jiān)測，需要對田間植物進(jìn)行三維點(diǎn)云的測量。

田間植物高通量三維點(diǎn)云測量受環(huán)境影響大，當(dāng)前市場上的高通量植物表型設(shè)備昂貴，只能用于高端科學(xué)研究，缺乏能夠應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廉價(jià)的高通量植物表型設(shè)備。

目前，利用云鏡攝系統(tǒng)獲得的視頻流來測量植物三維點(diǎn)云是一個(gè)新的研究方向。軸像距是云鏡攝圖像采集設(shè)備中軸心站點(diǎn)與像平面的中心的距離，它的準(zhǔn)確測量是實(shí)現(xiàn)利用視頻流差分圖像進(jìn)行植物三維點(diǎn)云測量的前提。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的基于后方交會(huì)的云鏡攝系統(tǒng)參數(shù)測量方法和系統(tǒng)，通過云鏡攝系統(tǒng)的軸像距參數(shù)特性及其求取方法，準(zhǔn)確獲取了軸像距-焦距-俯仰角函數(shù)，解決了利用視頻流測量三維點(diǎn)云技術(shù)中的云鏡攝系統(tǒng)的軸像距獲取問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于后方交會(huì)的云鏡攝系統(tǒng)參數(shù)測量方法，包括以下步驟：

S1、在固定焦距下利用同一像片獲取的多組交匯點(diǎn)坐標(biāo)和前方投影對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)，糾正系統(tǒng)誤差和偶然誤差，獲取交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)；

S2、獲得相同俯仰角的交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)和前方投影對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)的二維點(diǎn)集，對其進(jìn)行第二次后方交會(huì)和最小二乘光束平差，獲得云鏡攝系統(tǒng)的軸像距、旋轉(zhuǎn)臂長及其一般方程；

S3、利用不同焦距下獲得的正交位軸像距和焦距的擬合函數(shù)與俯仰角建立焦距-軸像距-俯仰角曲面函數(shù)。

作為優(yōu)選的，所述軸像距為圖像采集設(shè)備的軸心站點(diǎn)與像平面的中心的距離。

作為優(yōu)選的，，所述步驟S1具體包括：

S11、在固定焦距下對標(biāo)定板和圖像兩個(gè)平面上的一組對應(yīng)投影點(diǎn)建立共線條件方程，進(jìn)行最小二乘光束平差計(jì)算，獲取近似交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)

S12、對同一像片進(jìn)行多組不同對應(yīng)投影點(diǎn)交會(huì)平差，獲得近似交會(huì)點(diǎn)集

S13、對近似交會(huì)點(diǎn)集進(jìn)行一次間接平差獲得交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)。

作為優(yōu)選的，所述步驟S11具體包括：

建立誤差方程：

式中：

V＝[v_x,v_y]^T

L＝[l_x,l_y]^T

法方程為：