大疆航测小课堂第5讲-空中三角测量.pdf

大疆航测小课堂 空中三角测量 大疆解决方案工程师 邓凯强 课程内容 • 相机成像原理 • 空中三角测量 • 特征点匹配 • 区域网平差 • 相机内参与外参 • 空三相关问题 相机成像原理 共线条件方程：物方点、相机成像中心、像方点三点共线 图物方点（P）、成像中心（O）与成像点（P’）三点共线 空中三角测量 空三定义 空三是空中三角测量的简称。相机输出成像时的 位置和姿态都是有误差的，空三是以重投影残差 最小化为目标重新求解相机成像时的位置和姿态 同名点提取 P 空三的作用 • 空三是建模的基础，是摄影测量核心算法之一 • 好的空三成果是建好二三维模型的基础 相机位置与姿态 空中三角测量 第一步：找出每张像片有特征的点 ——特征点提取 • 像片中颜色或纹理变化剧烈的点称之为特征点 • 一般用像素值本身及其周围像素关系来描述特征点 特征点示意 空中三角测量 第二步：将不同像片中相同的特征点关联起来 ——特征点匹配 • 将不同照片特征信息一致的特征点关联 • 需保证同一特征点能被不同像片拍到（有重叠度） • 提取算法需能在不同亮度、不同尺度、不同角度等 情况下，都能关联特征点 • 匹配的特征点数量会低于第一步提取的特征点数量 特征点提取与匹配 空中三角测量 第三步：根据匹配结果调整相机位置姿态 ——区域网平差 • 根据初始带误差的相机位置和姿态，匹配的特征点 空间中不能相交 • 平差就是通过调整相机内参、成像时位置和姿态， 让特征点在三维空间中相交的误差最小 • 调整时会以初始位置和姿态做参考，在设定的范围 内做调整（大疆智图中的初始POS精度） 图 平差后的相机位姿 • 特征点被越多的照片观测到，参考信息越多，平差 可靠性就会越强 空三输出成果——相机内参 描述相机成像内部的参数相机内参，一般有9个参数： 1. 焦距 （2个）：fx,fy （以像素为单位，一般fx≈fy） 2. 像主点偏移量（2个）：cx、cy （以像素为单位） 3. 畸变参数（一般为5个）：k1、k2、p1、p2、k3 空三输出成果——相机外参 描述拍照时刻相机的位置和姿态的参数称之为相机外参，共6个参数，每张照片的外参数都不一样 1. 相机成像时刻位置（X、Y、Z） 2. 相机成像时刻姿态（Omega、Phi、Kappa） 图 大疆智图输出空三报告示意 内参相关问题 多个相机的数据一定要避免被智图误认为是同一相机 • 大疆智图官网常见问题：使用大疆智图进行五镜头相机影像重建需 要注意哪些事项？ 更改五相机型号前 （1）需给五个相机分别定义相机型号参数，采集的照片以每个相机为单 位分别存放在五个文件夹内 （2）在一个文件夹内，全选照片，右键点击“属性”，点击“详细信 息”，下拉找到照相机型号，双击右侧参数值框进入编辑模式，输入数字 或字母，分别在五个文件夹内定义该文件夹内所有照片的