13从项目案例验证的飞思相机精度与检校方式强

1、飞思航测实验的情况汇总2016.52016120162CONFIDEN20163从项目案例验证的飞思相机精度与检校方式人机交互型系统器20164从飞行平台来分析检校方式有1.2.3.4.飞机多数使用室内标定少数有条件使用室外50-100米距离标定场飞行检校场方式标定（与激光集成）飞行检校场方式标定（与惯导集成，加像控点）多种类无人机1. 多数2. 多数生产使用室内标定（一般无人机作业方式）使用软件进行相机参数自检校（飞思无人机用户常见方式）使用室外50-100米距离标定场（测科院）3. 少数有条件4. 嵩山航空标定场20165利用有飞机平台进行检校的优势对比室内相机标定方式，飞机检校的特点有：

2、相机工作的环境与实际工作的环境一致，能真实反映实际情况真实的能够证明整体系统的工作状态，子系统，各分项参数的准确性一次检校可以说明最终结果的好坏More complex - everything has to be right室内相机检校：流程简便，有固定的操作方式，固定摄站可以对相机几何特性有较好的反映，对镜头畸变有准确反映因环境比较恒定，可认为是理想环境下，通过比对分析不同相机的性能与实际作业环境不同(温度，气压，距离)对于有人机载，依旧需要进行飞行检校，验证整体系统的参数20166从飞行平台来分析检校方式有1.2.3.4.飞机(激光集成)2014年5月飞思 iXA 180 + Roden

3、tsock 50mm原型机检校只有测区数据2014年12月飞思 iXA 180 +2015年12月飞思 iXA 180 +镜头55mm检校只有一个高度层数据镜头80mm检校两个高度层数据*2016年4月飞思 iXU 1000 + Rodentsock 50mm检校两个高度层数据*低空数据有缺陷，地形限制，航线同向飞行201671、2014年5月飞思iXA 180 R50mm原型机与LiDAR系统的集成测试5-6月海南项目，系统原有相机故障，临时更换8000万像素飞思iXA 180-R相机（原型机）此次使用的相机属于未定型。因为Rodenstock镜头还没有配备中心快门，因此使用iXA机身的焦平

4、面快门。主要收获：此次数据结果上未发现焦平面快门对精度带来显著影响。此次数据结果反应出了Rodenstock镜头优异的图像质量和精 度潜力。此次数据结果体现了不同检校方式之间的数值差异。（塔 吊方式与飞行方式的焦距对比，差1.3个像元）201681、2014年5月飞思iXA 180 R50mm原型机与LiDAR系统的集成测试该架次相对飞行高度500米，地面分辨率在5.2公分左右共1178张影像，91.7GB文件，CF卡容量128GB光圈为f/5.6固定值，快门速度在1/500-1/640秒之间按照飞机速度260km/h计算，像移量为：1/500s 快门速度下1/640s 快门速度下14.4cm

5、，接近3个像元11.3cm，大约2个像元该未配备FMC像移补偿功能20169201610数据处理过程与结果后处理使用TerraScan软件进区工程创建，点云分类使用TerraPhoto软件进行连接点选取，空三平差和相机检校（boresight安置角误差与相机标定参数）6月数据获取后，用户反馈内业处理过程中像精度差的问题，先提供过一套国内其它影用该台相机标定出的参数，问题依旧；后排查是否由于Capture One中镜头畸变设置不同导致，未得到确定结果201611数据处理过程与结果14年12月将影像在Capture One中重新输出，并在TerraSolid中利用用户之前分类出的地面点进行重新处理

6、：重新定义激光数据工程,更新block数据块定义(测区北段人工为乡村区域，提取DTM模型关键点创建影像处理工程文件物少，多农田)创建影像列表，(193张)重建影像金字塔，影像亮度调整连接点选取（约80个）与空三平差检校参数精化201612调整亮度平衡201613空三平差结果201614平差后进行相机检校参数精化，误差收敛201615海南数据AT处理Start averageFinal average26.0243 cm6.7560 cmStart averageFinal average6.7560 cm6.1914 cmStart averageFinal average.Start ave

7、rage Final average6.1914 cm5.8779 cm5.1525 cm4.9476 cm201616精度进一步提高的可能应该在项目南段城镇区域的影像上影像连接点这次项目使用的相机为焦平面帘布快门，如换用中心快门这次项目的影像有11-14cm的像移，没有配备FMC 偏心分量采用估算方法，没有精确测量201617用户数据中误差大的几个可能影像连接点选取有明显问题：灌木丛选点沟坎附近选点桥梁附近选点农田田埂交叉处选点，斑马线等强区域没有选点UTM投影的比例因子k0 = 0.9996，而客户用的是1偏心分量参数估计，并且Y和Z轴参数定义有对调201618检校参数对比201619焦距

8、51.594 mm51.60086 mm1.3个像元XP-0.025996 mm-0.15028 mm单高度，与安置角关联YP0.0082101 mm0.00821 mm单高度，与安置角关联K11.4207E-0051.634765E-005基本准确K2-3.7776E-009-7.137140E-009K32.0932E-0141.482010E-0122、2014年12月飞思iXA 180 55mm与LiDAR系统的集成测试新的LiDAR系统交付用户，有条件开展试飞工作有简单的激光数据检校场，通过几条交叉航线可以进行相机情况的评定有其它反馈55mm焦距镜头的精度有问题，所以我们希望通过处理

9、实验数据，来了解该镜头精度的性能。主要收获：结果表明55mm镜头的精度可以满足要求。再次对检校参数表示质疑，焦距差79个像元。从数据处理流程上验证了先在TerraSolid激光数据处理软件下进行预空三，再转出EO给Inpho进行处理的流程。后期浙江二院与山东国土测绘院都在生产中使用了此 方法。根据山东国土测绘院反馈，该相机数据的精度较好，35cm地面分辨率的影像数据。Inpho下自由网平差后的残差一般都在1/4 - 1/5像元。在2016年1月份，处理了部分2015年的后续数据，精度和参数保持稳定。2016202、2014年12月飞思iXA 180 55mm与LiDAR系统的集成测试20162

10、1硬件集成方法山东项目该架次数据使用相机为iXA 180，配备有像移补偿功能相机镜头为55mm镜头，使用中心快门该架次相对飞行高度950米，地面分辨率在9公分左右共164张影像，飞行7条航线交叉区域面积约 1.5 km * 1.5 km光圈为f/7.1固定值，快门速度在1/320或1/400秒由于时间关系，12月6日飞行时未进行GPS的电路集成2014年12月底到用户现场将GPS调试后续项目中一直使用带有GPS标记的影像文件20162212月6日烟台检校场201623201627精度进一步提高的可能TerraPhoto支持外方位元素输出，可在其它空三软件中进一步处理来提高精度201628初期处

11、理过程中发现误差大的主要检校参数确，需多次使用连接点平差进行收敛201629焦距55.5106 mm55.10027 mm55.12264 mm差79个像元XP0.16021 mm0.26369 mm0.19661 mm单高度，与安置角关联YP-0.082099 mm-0.19338 mm-0.328059 mm单高度，与安置角关联K12.43780E-0052.418818E-005基本准确K2-1.06080E-008-1.053432E-008基本准确K3-6.43960E-013-6.577187E-013基本准确3、2015年12月飞思iXA 180 80mm与LiDAR系统的集成测

12、试之前两次与LiDAR系统集成的实验数据提出了一个问题，就是不同检校方式之间是差异的，那么个人认为最好的检校方式应该是飞行检校方法，为什么好，好在哪里， 从之前两次的数据中无法完全验证。2015年12月这个检校场特意为照顾相机的检校需要，按照高方式设计。2015年12月这个检校场布设在我国西南高海拔地区，飞行平台也具有特殊性，各方面条件都比较严苛。此外，由于周边多山地形影响，尽管较低航高的航线布设留有了900米的航高，仍然无法实现航线的交叉对飞，因为有1700米航航线，才能顺利解算出相机参数。主要收获：结果表明80 mm镜头的精度可以满足要求。形成了一套较完整的检校场数据，验证了航线布设方案，

13、地面 头畸变模型适用方法点的布设方案，镜2016303、2015年12月飞思iXA 180 80mm与LiDAR系统的集成测试2016313、2015年12月飞思iXA 180 80mm与LiDAR系统的集成测试这种检校的相机参数比较稳定，可以用在后续架次和项目中如果系统中使用了IMU传感器，需要在每次数据中精化heading, roll, pitch安置角残差其它相机的检校参数可保持不变，直接使用PhaseOne IXA180，10328*7760像素低空四条平行航线 900m, 60mm GSD, 72 张高空两条 1700m, 110mm GSD, 15 张2016323、2015年12

14、月飞思iXA 180 80mm与LiDAR系统的集成测试Tie points in all parts of CCD - lens distortion calibration possible2016333、2015年12月飞思iXA 180 80mm与LiDAR系统的集成测试2016343、2015年12月飞思iXA 180 80mm与LiDAR系统的集成测试2016354、2016年4月飞思iXU 1000 R50mm与LiDAR系统的集成测试飞思 1 个亿像素国内的首个与Lidar集成用户550kHz测量频率的高性能Lidar15条航线，8cm / 16cm 两个高度层，60%大重叠度

15、主要收获：目前最完整的一套Lidar+相机检校场数据分析 1 个亿像素CMOS传感器的图像质量（4.6um像元）2016364、2016年4月飞思iXU 1000 R50mm与LiDAR系统的集成测试201637基于粗分类激光点进行的连接点提取Start averageFinal average6.5878 cm4.7378 cmImageDxDyDz HeadingRollPitch929394. 277278279+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000-0.002-0.001+0.001-0.001-0.002-0.00

16、4-0.003-0.003-0.003+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.000+0.004+0.004+0.008+0.000+0.000-0.002+0.001+0.000-0.001Avg magnitu0.0000.0000.0000.0030.0010.002-0.000 -0.000 +0.001+0.000 -0.000 +0.001AverageMedian+0.000 +0.000 +0.000+0.000 +0.000 +0.000201638基于飞思航测相机的部分实验情况汇总室内检校方式（20m）2015年

17、飞思iXA 180 R40mm与轻型多旋翼无人机的集成测试1.影像自检校方式（测区飞行高度）2015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试2015年飞思iXU 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试1.2.室内+塔吊检校方式（150m）2016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试1.飞行检校场方式（多航高，大重叠）1. 嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大型无人直升机的集成测试2. Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型多旋翼无人机的集成测试2016392015年飞思iXA 180 R40mm与轻型固定翼无

18、人机的集成测试系统组成：FANS飞行计划软件+ZKHY-X8无人机系统+PHASEONE IXA180+高精度GPS2016402015年飞思iXA 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试正定测区高精度测图验证飞思iXA180-R40航空数码相机获取的试验区影像数据，设计航线8条，获取像片124张，地面分辨率0.03米，影像质量等检查分析，航向重叠度75%，旁向重叠度45%，影像纹理清晰、层次丰富、色调均（2）试验区概况试验区地形类别为平地。（3）像控点及外业检测点试验区内使用像控点9个， 外业检测点4个，分布图如下：2016422015年飞思iXA 180 R40mm与轻型固定翼无人

19、机的集成测试正定测区高精度测图验证所用9个点残差如下所示：点号GCP18 GCP15 GCP16 GCP11 GCP10 GCP07 GCP14 GCP02 GCP20类型XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROL XYZ/CONTROLVX0.003-0.0080.001-0.0090.0040.0060.007-0.002-0.002VY-0.011-0.0050.0070.0080.000-0.002-0.0010.0030.000VZ0.0

20、03-0.0030.003-0.003-0.0000.002-0.0020.0000.000nm = (Di Di ) / ni=1式中：m检查点中误差，点平面中误差：0.0042米点高程中误差：0.0017米为米（m）；检查点野外实测值与解算值的误差，n参与评定精度的检查点数。为米（m）；2016432015年飞思iXA 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试正定测区高精度测图验证所用4个检查点残差如下所示：点号类型VX0.0300.011-0.0070.026VY-0.038-0.0080.0140.004VZ-0.0050.022-0.0210.035jc13XYZ/CHECKj

21、c12XYZ/CHECKjc08XYZ/CHECKjc09XYZ/CHECK检查点平面中误差：0.0107米检查点高程中误差：0.012米2016442015年飞思iXA 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试正定测区高精度测图验证81个检查点，通过量测结果RMSXYZ0.1670.2440.1082016452015年飞思iXA 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试正定测区高精度测图验证-结论GBT 15967-2008 1：500 1：1000 1：2000地形图航空摄影测量数字化测图规范精度：水平0.29m；高程中误差：0.1m后续还会进行大量项目测试来进一步测试1：5

22、00的精度潜力；201646基于飞思航测相机的部分实验情况汇总室内检校方式（20m）2015年飞思iXA 180 R40mm与轻型多旋翼无人机的集成测试1.影像自检校方式（测区飞行高度）2015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试2015年飞思iXU 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试1.2.室内+塔吊检校方式（150m）2016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试1.飞行检校场方式（多航高，大重叠）1. 嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大型无人直升机的集成测试2. Applanix -飞思iXU 150 55mm

23、与轻型多旋翼无人机的集成测试2016472015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试大相幅相机搭载平台长航时HD-1续航时间长姿态平稳耗油量低可靠性、安全性高2016飞机参数续航25多小时载重：25kg起飞重量：23kg2015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试拜城空三加密精度项目目的：利用无人机搭载中画幅飞思相机航飞1:1000摄影资料基本情况： 航片数：825张航带数：27条航飞时间：2.0小时地面分辨率：0.08米测区有效面积：88平方公里测区地形：平地航飞相机：飞思IXA180-r50航飞相机参数：10328*776

24、0,51.7mm，5.2u 加密区：3个3D生产20162015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试拜城空三加密精度2016区域网区域网接误差最大公共点残差DSRZDSRZ01-020.01130.01550.02140.03302-02-10.02450.01910.03400.021区域网区域网中误差最大定向点残差RxRyRzXYZ010.0100.0150.031-0.0460.0550.070020.0180.0200.032-0.1730.163-0.15402-10.0570.0530.1660.0680.070-0.0572015年飞思iXA 1

25、80 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试安吉杨树桥村航飞试验飞行参数对比空中三角测量加密精度(佳能5d)空中三角测量加密精度(飞思相机)参与平差的30个点中误差为参与平差的30个点中误差为X = 0.157m，Y =0.202m，Z=0.201mX = 0.055m，Y = 0.049m，Z= 0.034m24个检查点中误差为24个检查点中误差为X = 0.234m，Y=0.224m，Z=0.434mX = 0.040m，Y = 0.060m，Z= 0.061m加密点中误差为加密点中误差为X = 0.057m，Y=0.063m，Z=0.191mX = 0.03m，Y = 0.03

26、m，Z =0.052m2016相机类型航飞面积地面分辨率航飞时间航带数航片数佳能5d38平方公里0.1m1.5小时9条536张飞思IXA180-r508平方公里0.1m0.5小时5条105张2015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试海盐县部分区块1:2000 3D更新像控航摄结合图成果范围全图20162015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试摄影资料基本情况：航片数：1018张航带数：21条航飞时间：2.5小时地面分辨率：0.08米测区有效面积：58平方公里测区地形：平地空中三角测量加密精度参与平差的215个点中误差为X=

27、0.070m，Y=0.064m，Z=0.053m257个检查点中误差为X=0.076m，Y=0.075m，Z=0.087m点情况：210个点，257个检查点加密点中误差为航飞相机：飞思IXA180-r40航飞相机参数：10328*7760,41.7mm，5.2u 处理软件：Godwork(天工)X=0.012m，Y=0.012m，Z=0.032m201620162、2015年飞思iXU 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试项目概况：约23平方公里，215张影像，6条航带（第四航带35张，其他均为36张影像，含GPS数据，GSD约0.09m）2016552、2015年飞思iXU 180

28、 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试应用相机自检校方式求出的参数（混合式模型）2016562、2015年飞思iXU 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试201657残差点残差最大值（m）检查点残差最大值（m）坐标XYZXYZ3个点0.0060.0120.0010.2130.2042.6014个点0.0680.0270.1730.1700.1870.4966个点0.0740.0710.1860.1720.1480.429个点0.0720.0660.1620.1650.1240.25526个点0.0940.0830.150-基于飞思航测相机的部分实验情况汇总室内检校方式（20m）20

29、15年飞思iXA 180 R40mm与轻型多旋翼无人机的集成测试1.影像自检校方式（测区飞行高度）2015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试2015年飞思iXU 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试1.2.室内+塔吊检校方式（150m）2016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试1.飞行检校场方式（多航高，大重叠）1. 嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大型无人直升机的集成测试2. Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型多旋翼无人机的集成测试2016582016年飞思iXA 180 R50mm与大型固

30、定翼无人机的集成测试基于飞思SDK进行深度开发的系统按照军工与目前已经有一部分飞行数据自由网平差可以达到非常好的结果目前正在寻找机会进行以下测试：更大测试面积点和检查点，并均匀分布2016592016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试长光睿视的解决方案-iV80航摄系统2016602016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试2016612016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试2016622016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试201663基于飞思航测相机的部分实验情况汇总室内检校方式（20

31、m）2015年飞思iXA 180 R40mm与轻型多旋翼无人机的集成测试1.影像自检校方式（测区飞行高度）2015年飞思iXA 180 R40/R50 mm与轻型固定翼无人机的集成测试2015年飞思iXU 180 R40mm与轻型固定翼无人机的集成测试1.2.室内+塔吊检校方式（150m）2016年飞思iXA 180 R50mm与大型固定翼无人机的集成测试1.飞行检校场方式（多航高，大重叠）1. 嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大型无人直升机的集成测试2. Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型飞机的集成测试2016641、嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大

32、型无人直升机的集成测试飞行场地：嵩山综合实验场测试机载传感器实验场，共有214个外业点，达到毫米级精度。20161、嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大型无人直升机的集成测试嵩山定标场航迹航空几何定标场航迹2016航摄安排第一区域第二区域航摄区域遥感定标场(2km3km)航空几何定标场(3km3km)飞行高度500m500m地面分辨率0.05m0.05m航向重叠80%80%旁向重叠50%50%1、嵩山标定场-飞思iXA 180 55mm与大型无人直升机的集成测试POS辅助光束法区域网平差（5CM、10CM、20CM）采用不同航高的数据进行平差实验，通过检查点的精度统计得出如下结论：在少

33、量点参与下，POS辅助光束法平差在X和Y方向（平面）的绝对精度都在0.5个GSD左右，在方向（高程）的绝对精度在个GSD左右。20162、Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型飞机的集成测试POS AVX 210 & iXU150 性能测试结果2016682、Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型飞机的集成测试测区位置：安省/ Location: Mount Albert, ON, CanadaApplanix 自设机载检校实验场2km x 2km 区域2个飞行高度700m AGL ; 4.7cm GSD1100m AGL; 7.2cm GSD飞行平台172 轻

34、型飞机Cessna搭载设备iXU 150 相机80 mm 焦距镜头/测区航线设计参数南北方向4条航线，东西方向4条航线25% 旁向重叠sidelap & 60% 航向重叠endlap83 分钟飞行时间165 km/h 飞行速度2016692、Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型飞机的集成测试飞行前准备工作镜头焦距对焦在无穷远在Applanix的室内相机检校场对相机和镜头进行地面检校，求解出以下近似值：F 焦距Xpp,Ypp 像主点偏移镜头畸变参数1.2.3.2016702、Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型飞机的集成测试测试区域场地保障:采样频率 1Hz双频设置在Applanix机载检校场地的中心区域7*24小时开机连续观测/地面布设5个点2016712、Applanix -飞思iXU 150 55mm与轻型飞机的集成测试POSPac MMS 软件下使用IAKAR (Inertial Aided Kinematic AmbiguityResolution) 模式进行GNSS/INS 解算Applanix CalQC 软件用于：估算相机偏心角/ Estimate boresight angles精化焦距，像主点偏移/ Update F, Xpp,