第三章-双像解析摄影测量

第三章双像解析摄影测量,一、立体视觉原理二、像对的立体观察三、像点坐标获取,主要内容,人眼基本构造,3.1立体视觉原理,视网膜上大约有108个杆状细胞，直径2m,对色彩不敏感6.5106个锥状细胞，直径28m，对亮度/色彩敏感,来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞（物理过程）使其感光（生理过程），通过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念与经验（心理过程），从而形成感知,人眼感知过程,人眼分辨力,3.1立体视觉原理,单眼能够判别最小物体的能力称单眼分辨力用单眼所能观察出两点间的最小距离称第一分辨力用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二分辨力,第一分辨力,第二分辨力,双眼观察精度比单眼提高倍,20”,人眼立体视觉,3.1立体视觉原理,人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立体视觉,生理视差,点：线：,人眼的观察能力,3.1立体视觉原理,交会角r眼基线br视距L生理视差眼主距fr,当人眼观察50m处景物时，设双眼观察的分辨力为30，人眼基线长65mm,人眼主距17mm,则dL=5.6m,人眼分辨远近物点的极限距离,人造立体视觉的产生,3.1立体视觉原理,A,B,人造立体观察的条件,3.1立体视觉原理,人造立体观察的条件,3.1立体视觉原理,立体像对分像条件两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行两像片的比例尺应相近（差别10Hz,像对的立体观察方法,3.2像对的立体观察,叠映影像立体观察偏振光法,在两投影光路中安装两块偏振平面互成90的起偏镜,观测者带上一副检偏镜镜片与起偏镜相同左右偏振平面相互垂直,像对的立体观察方法,3.2像对的立体观察,双目镜观测光路的立体观察通过双筒望远镜观察每个望远镜像面有一固定的测标像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片移动可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放大倍率可调节,像点坐标获取,立体量测原理,像点坐标获取,立体量测原理,左右像片同名像点的坐标量测值为(xa,ya)，(xa,ya),p,q,像点坐标获取,Steko1818型立体坐标量测仪,仪器归零：各个手轮应放在零读数(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右测标分别对准左、右像片盘的中心即仪器坐标系与像片坐标系重合像片定向：移动X手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的x轴向运动，若测标不在x轴向上，则需要用螺旋旋转像片，使测标保持在x轴上移动像点量测：移动X，Y，p，q手轮，使测标立体切准量测像点，并记下相应读数鼓上的读数x，y，p，q坐标计算：xa=x-x0,ya=y-y0;xa=xa-(p-p0),ya=ya-(q-q0),立体坐标量测步骤,像点坐标获取,像点坐标获取,像点坐标获取,像点坐标获取,机械框标,光学框标,解析内定向,利用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标,1、获取框标点的理论坐标2、选用合适的变换模型3、建立误差方程4、建立法方程并解算5、由变换参数计算像点坐标,解析内定向计算过程,像点坐标计算,摄影机的系统误差底片变形航摄飞机带来的系统误差大气折光误差地球曲率的影响摄影处理与底片复制中的系统误差观测系统误差,像片系统误差源,四个框标位于像片的四个角隅时可用仿射变换四个框标位于像片的中央时可用比例缩放,像片系统误差预改正（摄影材料变形）,Lx,Ly为框标距的理论值lx,ly为框标距的量测值x,y为像点坐标的量测值x,y为像点坐标的改正值,像片系统误差预改正（摄影机物镜畸变差）,摄影机鉴定时提供物镜畸变差参数摄影机鉴定时提供各向径物镜畸变差值,像片系统误差预改正（大气折光差改正）,大气折光引起像点在径向的变形,像片系统误差预改正（地球曲率）,像片系统误差预改正,3.3双像解析摄影测量方法,一、立体像对的重要点线面二、立体像对前方交会定义三、立体像对前方交会的基本公式,主要内容,按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标，称之为,一、概念,二、立体像对的重要点线面,S1,S2,摄影基线,P1,P2,A,同名光线同一地面点发出的两条光线,同名核线核面与左右像片面的交线,核面摄影基线与某一地面点组成的平面,同名像点同名光线在左右像片上的构象,正直像对相邻两像片水平、摄影基线不水平组成的像对,立体像对分类,理想像对相邻两像片水平、摄影基线水平组成的像对,竖直像对相邻两像片不水平、摄影基线不水平组成的像对,空间后交前方交会法相对定向绝对定向法一步定向解法,三、方法,三种方法比较,3.4立体像对的空间前方交会,一、定义,由立体像对中两张像片的内、外方位元素和像点坐标来确定相应地面点在物方空间坐标系中坐标的方法,二、基本公式,1、点投影系数法,摄影基线,B,BX=Xs2Xs1,BY=Ys2Ys1,BZ=Zs2Zs1,同名光线投影,点投影法前方交会,(1)、(3)式联立求解,计算过程,获取已知数据x0,y0,f,XS1,YS1,ZS1,1,1,1,XS2,YS2,ZS2,2,2,2量测像点坐标x1,y1,x2,y2由外方位线元素计算基线分量BX,BY,BZ由外方位角元素计算像空间辅助坐标X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2计算点投影系数N1,N2计算地面坐标XA,YA,ZA,二、基本公式,已知值x0,y0,f,m,Xs,Ys,Zs,观测值x1,y1,x2,y2未知数X,Y,Z泰勒级数展开,2、严密解法,共线条件方程,误差方程,垂直摄影情况下，可取0，保留，则,三、利用立体像对确定地面点,共线条件严密解法空间后方交会前方交会解法,参考书1、李德