于数码相机的近景摄影测量技术研究

1、东北大学博士学位论文 独创声明 独创声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：签 字 日 期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。（如作者和导师同

2、意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意）学位论文作者签名： 导 师 签 名：签 字 日 期： 签 字 日 期：- I -东北大学博士学位论文 摘 要 基于数码相机的近景摄影测量技术研究关键词：摘 要 - II -东北大学博士学位论文Key words： Abstract Camera Based Abstract - III -东北大学博士学位论文 目 录 目 录独创声明 . I 摘 要 . II Abstract. III 目 录 . IV第一章 绪论 . 11.1 引言 . 11.2 近景摄影测量的起源和发展 . 21.3 近景摄影测量的应用 . 41.4 数字近景摄影测量的现状及本文研

3、究的主要内容 . 9第二章 近景摄影测量的基础理论 . 122.1 坐标系统与坐标变换 . 122.1.1 世界坐标系 . 122.1.2 摄象机坐标系 . 122.1.3 图象坐标系 . 122.1.4 像素阵列坐标系 . 122.1.5 归一化坐标系 . 132.1.6 坐标变换 . 132.2 摄象机模型 . 132.2.1 针孔模型和透视投影 . 142.2.2 摄象机外参数 . 152.2.3 摄象机内参数和归一化摄象机 . 162.2.4 摄象机模型 . 182.3 空间点的三维重构 . 18第三章 数码相机及其标定 . 213.1 数码相机 . 21- IV -东北大学博士学位论

4、文 目 录 3.1.1 数码相机的工作原理 . 213.1.2 数码相机的性能指标 . 213.1.3 数码相机的镜头 . 223.1.4 数码相机镜头的特点 . 233.1.5 数码相机镜头的类型 . 283.1.6 数码相机选择的标准 . 283.2 摄像机定标基本方法 . 293.3 基于二维棋盘状参照物的定标原理 . 31第四章 自动标定计算 . 344.1 引言 . 344.2 棋盘格模板内部角点的特征分析 . 354.3 棋盘格模板内部角点的识别 . 364.3.1 棋盘格模板图像角点的检测 . 364.3.2 棋盘格模板黑白方格交点的识别 . 374.3.3 棋盘格模板栅格线交点

5、的识别 . 394.4 棋盘格模板内部角点的定位 . 414.4.1 内部角点阵列的确定 . 414.4.2 棋盘格模板参考坐标系统原点的确定 . 424.5 实验结果及分析 . 444.6 结论 . 46第五章 近景摄影测量中的摄影技术与方法 . 485.1 摄影技术 . 485.1.1 视场 (f.o.v) . 485.1.2 聚焦 . 495.1.3 曝光 . 495.2 测量原理摄影测量的第二核心部分（摄影测量过程） . 495.2.1 三角测量法 . 50- V -东北大学博士学位论文 目 录 5.2.2 后方交会 . 515.2.3 自我标定 . 515.2.4 成组调整（前方交会

6、） . 525.2.5 影响测量精度的因素分析 . 535.2.6 确定摄影测量的比例 . 545.3 摄影测量过程（步骤） . 555.3.1 制定测量计划 . 555.3.2 定义物体空间坐标系统 . 565.4 摄影测量方法 . 565.4.1 测量方法的分类 . 565.4.2 制订不同类型的测量方案 . 59第六章 对应点的确定 . 706.1 引言 . 706.2 双目立体视觉中的极线约束 . 716.3 匹配算法 . 736.4 匹配方案的决策性讨论 . 78第七章 精度与误差分析 . 827.1 影响精度的主要因素 . 827.2 误差仿真分析 . 837.2.1 计算机仿真模

7、型的建立 . 847.2.2 仿真分析 . 847.2.3 仿真试验及结果 . 857.3 提高精度的措施 . 93第八章 双目数字近景摄影测量系统 . 958.1 系统的硬件构成 . 958.2 系统的软件构成 . 958.3 系统的主要功能 . 95- VI -东北大学博士学位论文 目 录 8.3.1 摄象机标定 . 978.3.2 双目结构参数标定 . 998.3.3 目标点三维坐标计算 . 1018.3.4 其它功能 . 103第九章 总结与展望 . 104 参考文献 . 105 致谢 . 106- VII -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 第1章 绪论1.1 引言摄影测量可以在不

8、接触被测对象的情况下，瞬间获取被测对象的高密度信息，有着其它测量方法所不能比拟的优势。非接触测量对被测物体不用加以任何干扰限制，因此可以独立地、客观地对被测物进行静态或动态的测量。这使得许多不能在被测物上附加传感器的测量成为可能，而且更客观和直观。摄影测量可从不同角度进行分类。按摄影距离的远近分，可分为航天摄影测量、航空摄影测量、地面摄影测量、近景摄影测量和显微摄影测量。按处理的技术手段分，有模拟法摄影测量、解析法摄影测量和数字摄影测量。按用途分类，有地形摄影测量与非地形摄影测量。地形摄影测量主要用于测绘国家基本地形图，工程勘察设计和城镇、农业、林业、土地等部门的规划与资源调查用图和相应的数据

9、库；非地形镊影测量用于解决资源调查、变形观测、环境监测、军事侦察、弹道轨迹测量、爆破以及工业、建筑、考古、地质工程、生物医学等方面的科学技术问题。传统摄影测量中，信息源是一幅图像或图像序列，其记录介质主要是各种感光胶片，包括静态测量的照相底片和动态测量的各种规格的电影胶片。以往对摄影图像主要是由人工进行处理。例如直接在照片上使用直尺、脚规等工具进行测量，或用投影仪将胶片放大到屏幕上再对目标进行判读测量。这种采用人工判读处理的方式，不但需要专门的判读设备，而且耗时费力，易出错，精度低，从而限制了摄影测量的应用。随着计算机技术的飞速发展，摄影测量已经进入了数字摄影测量时代。数码影像因其便于计算机处

10、理、存储和通过网络进行传输得到了广泛的应用，数字图像或数字图像序列取代传统的底片和胶片已经成为不可扭转的趋势。利用计算机数字图像处理分析技术对摄影图像进行处理和分析就形成了数字摄影测量技术。该技术使得摄影测量方法有了质的飞跃，增强了摄影测量的手段，扩大了摄影测量的应用范围，有效提高了测量精度。数字摄影测量技术与传统摄影测量技术相比有以下几个突出优点：（1）提高图像的质量。利用数字图像处理技术可以对图像进行各种处理，如图像- 1 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 增强、边缘锐化、滤除噪声等。（2）提高测量的精度。利用提高摄像机、扫描仪等图像采集设备的硬件分辨率，或调整光学镜头放大倍数等方法，

11、使获得的图像目标点比传统方法更多、更精确。同时利用各种图像目标模式定位方法，特别是亚像素定位技术，可以明显地提高图像目标的定位精度。（3）可测量传统方法不易测量的物理量。许多肉眼无法分辨的物理量，如干涉条纹的亮度变化量，某异形区域的面积，某连续变化的亮度场、色彩场、条纹方位场等，都可以利用数字图像处理分析技术来进行测量。（4）对成象系统的高精度标定和误差修正。（5）自动化程度高。随着数码相机的广泛应用，其性能越来越高、价格越来越低，数码相机在摄影测量的应用将是摄影测量发展的必然趋势。1.2 近景摄影测量的起源和发展摄影的像就是物体在底片平面上的中心投影或物体的透视成像。透视成像方法早在远古时候

12、就被发现，不过当时还是以几何学为基础的。比较详细阐明这一透视成像的几何原理是学者廉翁独大维契(1452-1519年)。1839年达蔡尔发明了摄影学，随之在1858年由巴黎摄影师纳达首先从空中对地面进行了摄影试验。十九世纪中，法国人Laussedat研究应用量测相机拍摄地面像片来绘制地形图。1901年德国的Pulfrich和1903年南非的Fourcado分别研究并制出了立体坐标量测仪，发展为地面立体摄影测量。1838年Wheatstne发明了立体镜。到1907年Jena Zeiss厂设计了第一台立体自动测图仪，使测图方法得到进一步完善。地面立体摄影测量与平板仪测图相比，成图质量高，劳动强度低。

13、许多部门对小范围山地和山区中局部陡峭的地段，仍然在应用地面立体摄影测量测制地形图。只是在1911年发明飞机以后，航空摄影测量方法得到迅速的发展。航空摄影测量早己成为世界各国测绘地形图的主要方法，这种方法在二十世纪初，由于受到摄影条件和仪器精度的限制，一般仅用于在中、小比例尺(1: 10万一1: 2.5万)的地形图测绘上。直到- 2 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 六十年代，各种精密立体测图仪的大量出现，摄影测量就被广泛应用于经济建设的各种大比例尺测图工作中。自1957年U.Helava发表“摄影测量测图仪的新原理”，首次提出解析测图仪的设计思想以来，到目前已出现十几种解析测图仪。随着电子

14、计算机的飞速发展，解析测图仪也已发展到自动化的解析测图仪。近年来摄影像片数字化有了很大的发展，主要是摄影像片影像(密度)变成数字或是把大量像点坐标记录下来，然后用电子计算机进行运算，自动绘制等高线，用绘图仪绘成线划图或是直接用数字形式进行工程设计，这就是数字摄影测量。摄影测量从七十年起，由于科学技术的飞跃发展，使它完全突破了测绘地形图的范围，因而发展出来一个新的分支非地形摄影测量或称为近景摄影测量，其实质就是摄影测量在各个学科中的应用。近景摄影测量最早是在建筑上应用。就建筑摄影测量的任务而言，不只是记录建筑物和纪念碑，还要考虑到损坏后的重建工作，以及测定其变形等工作。目前，全世界在建筑学上已广

15、泛应用近景摄影测量。直到第一次世界大战，近景摄影测量的发展几乎和摄影测量的发展是一样的。二者都是从地面站拍摄像片，使用的方法和仪器也相同。到1920年摄影测量己经主要使用航空像片了。同时为使用航空像片而发展了立体测图仪器，这些仪器是用光学、机械办法来恢复被摄地区的立体模型。这些仪器主要用于测制地形图，而有些仪器的设计也可适用于地面摄影测量和近景摄影测量。从1920年到1960年期间，发展了使用固定基线的立体量测相机，这种相机的测图系统能用于建筑、考古、工程、采矿和事故等方面，这些都是近景摄影测量的重要发展。当时近景摄影测量所使用的模拟仪器主要有三种类型:(1) 专为近景摄影测量所设计的正直摄影

16、测图仪；(2) 兼用于航空摄影和地面摄影的全能型仪器，这种仪器具有相当大的倾斜范围、景深、主距和基线安置范围；(3) 专为航空摄影测图所设计的全能型仪器，使用垂直和近似垂直航摄像片，但有时也可用来进行近景摄影测量。由于电子计算机的广泛应用以及高精度立体(平面)坐标仪的生产，因而使解析法- 3 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 得到应用，人们认真研究了解析空中三角测量，进行电算加密，不但提高了加密点的精度，同时也减轻了野外体力劳动。这是航空摄影测量的重大发展。为提高地面摄影测量的精度，以适应非地形摄影测量日益广泛的应用需要，人们己将空中解析三角测量的基本原理应用到地面摄影测量中，亦即所谓解析

17、地面摄影测量。70年代初己进一步发展到直接线性变换DLT的解算方法，使近景摄影测量的应用有了更大的灵活性，并在实际应用中己取得了令人满意的成果。为解决活动目标及快速变化物体的有关问题，仪器制造也有了新的发展，其特点是：两部摄影机快门的同步化并能自动连续拍摄以及带有时标的高速摄影机等。实际应用中的一个重大发展，不但使用量测摄影机(即有框标与定向设备)，而且已广泛使用非量测摄影机，亦即所谓的普通业余照相机，普通业余照相机不但价钱便宜，而且具有较大的灵活性。特别是数字相机的出现，以及其精度的不断提高和价格的不断降低，使得数字近景摄影测量在实际中得到广泛地应用。1.3 近景摄影测量的应用近年来发展迅速

18、的非地形摄影测量就是为适应国民经济各部门的需要，由地面摄影测量而发展起来的。目前己经在许多学科领域内应用非地形摄影测量的方法解决某些特定的问题。例如在一些科学技术工作中，往往要知道所研究对象的变化规律或变化轨迹，非地形摄影测量不但能测量目标物的位置、形状、大小，而且可以得到更多标量，例如面积、周长、重心、容积、角度和不均匀度、并能测得速度、加速度和变形时间等研究其三维或四维的空间变化。在这方面，非地形摄影测量是一种高速、精确甚至有时无法用其它途径所能取代的量测方法。近景摄影测量可采用构成影像数学模型的中心投影光束，也可采用扫描确定影像(方向和距离)的平行投影和其他投影方式等，其传感系统不单使用

19、照相机和软片，也可使用X射线，扫描和电传输显微镜或带有模拟数字输出的光电二极管。近景摄影测量应用范围很广，如变形摄影测量、建筑摄影测量、工程摄影测量、工业摄影测量、考古摄影测量、生物医学摄影测量、水中摄影测量、事故摄影测量、波浪摄影测量以及特殊摄影测量等。以下就近景摄影测量在许多方面应用情况进行介- 4 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 绍和总结:(一) 变形摄影测量用近景摄影测量方法量测物体的变形，主要是确定在像片上被测求点的坐标与其实际的坐标的较差(或与设计的已知数据比较)，从而确定某个方向的变形，或确定几个方向的变形。例如用近景摄影测量方法观测高层建筑物的变形。高层建筑物变形观测工作

20、是工程测量的一个重要工作。由于高层建筑(如高层大楼、高烟囱、高塔、大油罐、冷却塔等)用传统的大地测量方法作业比较困难，而要测定各个部位的变形情况，应用近景摄影测量方法就比较有利，许多国家近年来在这方面做了不少研究工作，并己取得不少实际成果。例如西德Darmstadt工程院发表了他们对高142m的43层大楼进行变形观测的研究成果。采用了大地测量和摄影测量综合测定点位的方案。使用的摄影机是Wild BC4型弹导摄影机，焦距为45cm，像幅为17X 17cm。在六个摄站对该建筑物各个方向进行了测定，摄影距离在120-180m之间，其中二个摄站在屋顶上。控制点测量使用的是AGA710激光电子速测仪及N

21、it水准仪，内业量测仪器为精密立体坐标量测仪PSK-2，大地测量与摄影测量的计算工作均在计算机上进行。近景摄影测量是用光束法进行计算的。最后成果表明，近景摄影测量方法达到了应用高精度大地测量方法的精度。前苏联在“高教通讯”上发表了关于“用立体摄影测量方法测定高层建筑的倾斜”。他们用摄影经纬仪，9/1318对烟囱的倾斜进行了测定。用该法可以达到施工规范中对倾斜与烟囱高度比所规定的要求，即相对误差1/16000。东德Freiberg矿山研究所发表了对某露天煤矿运输桥在负载情况下进行变形研究的报告。使用的摄影机为UMK10/1918和19/1318摄影经纬仪，内业量测为立体坐标量测仪1818。用视差

22、变形的计算公式进行计算。在不同负载的情况下，研究了桥的各个支点及各个部位的变形情况(主要是垂直变形)，平均精度在士1cm以内。(二) 建筑摄影测量的情况近景摄影测量在建筑业上是最早得到使用的，甚至就连“摄影测量”这个术语，也是早在1867年由一位建筑师阿尔布雷特迈登鲍埃尔AlbrechtMeydenbauer)命名- 5 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 的。目前近景摄影测量在建筑方面的应用极其广泛，包括历史纪念物测量、考古测量和历史遗址的测量。测量任务不只是记录建筑物和纪念碑，还能考虑建筑物损坏后的重建工作，以及量测、变迁、变形和修复工作等等。在一些国家对古迹建筑物，如教堂、宫殿、庙宇等

23、古代建筑物，用地面立体摄影测量方法进行艺术研究与修复工作。如柏林博物馆应用地面立体摄影测量方法来复制某些有价值的艺术品，英国对爱丁堡城北部的悬崖也用地面立体摄影测量来确定破坏地段的加固工程。对被测物的精度要求不高时，可用快速简易摄影测量，进行历史纪念物的初步研究，以供修复或重建、提供修复方案、对历史纪念物的资料编目工作以及对艺术历史的研究。一般仅用立体摄影机或者其他小像幅相机进行摄影，在立体测图仪上测图，制图比例尺一般选在1:100左右。用于提供珍贵建筑遗产或珍贵建筑传统详尽而系统的资料，可用精确完整的测量。测图比例尺一般选在1: 50左右，对细部则采用1: 20或1: 10的比例尺。这类工作

24、最好采用长焦距大像幅量测用摄影机，以满足精度要求。对各类历史建筑物结构上的技术履历则用精密摄影测量，用一级立体测图仪处理像片资料，研究纪念物的结构线条，提出保护和修复纪念物的条件和需要。前不久我国也开展了采用数字近景摄影测量进行莫高窟壁画的保护测量。(三) 工程摄影测量的情况随着各国测绘工作的进展和国民经济发展的需要，大地测量工作比重有所下降，而地形测图任务逐渐增加，特别是城市大比例尺测图和工程上用的大比例尺测图任务增加得很快。而摄影测量在工程上的应用也逐年增多。目前摄影测量方法己成功地应用于工程建筑物的勘测设计、施工及运转的各个阶段的测量工作，包括厂房、高层建筑物、桥梁、水坝、隧道、矿山开采

25、等各个方面。尤其是近年来用解析法可进行精度要求高的变形观测。根据像片可编制各种比例尺的厂址平面图。应用立体像对可绘制地形图，供勘测设计之用。在建筑物施工过程中可检查建筑物的装配精度。在变形观测中，应用解析地面摄影测量精度可达1:10000-1:100000(相对于摄影距离而言)。利用近距离同步摄影测量方法，可在实验室内进行各种建筑物的模型试验。- 6 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 目前越来越多的重要建筑物和设备的变形及位移，如桥梁、高楼、机器、水坝以及测定地形的运动、环境的其它参数等都采用摄影测量方法。利用摄影像片可以进行路线设计、水利工程设计、土地整理、林业建设，城市和乡村(镇)的平

26、面规划等工程摄影测量工作。在许多场合，尤其在建筑施工中可以用摄影测量的检验代替大地测量的检验。特别是对大批量以及难以接近的点位的检验。(四) 工业摄影测量工业摄影测量的主要任务是研究摄影测量用于工业测量技术和开辟摄影测量应用的新领域。工业摄影测量范围有:汽车制造、机械制造、冶金、船舶制造、飞机制造等，包括研究、规划、生产、试验、监视、修复等各个阶段。例如在机械制造与金属加工方面，可以利用近景摄影测量进行复杂机械零件的量测、离心泵的流程量测、震动量测、质量控制等；在汽车制造方面，例如车身模型尺寸的量测、试验事故中的变形观测、侧面风力反作用的量测、汽车与障碍物碰撞后的特性量测、轮胎变形观测等都可以

27、用近景摄影测量方法来解决。在船舶制造中，如超级油船的船体安装、大型断面维度与开关的检核、监视生产过程、船内管道图形设计、不同制造阶段的螺旋浆测量、模型试验中波形测量与定位等。(五) 在考古遗址方面的应用在许多国 际会议上，经常讨论修复历史古城的问题。联合国教科文组织也选择某些历史古迹作为世界文化最宝贵和最有价值的遗产。应用近景摄影测量方法对考古遗址进行测绘，在世界各国都己取得了很好的效果。日本奈良国立文化遗产研究所，利用配有摄影机平台的直升机或使用能升降很高专门设备的摄影机对考古遗址进行了摄影，并使用摄影测量测量成图方法测绘了发掘后的考古遗址图，其比例尺分别为1:20, 1:50。波兰古城 K

28、rakow城，需要对城内的许多古迹进行测绘。这项复杂的测量工作是由110多名大地测量、摄影测量、建筑以及艺术史专家组成的工作组完成的。其中摄影测量工作占有很大的比例，约占全部工作量的50-60%左右.摄影测量常用于立面图、断面摄影图、小建筑物装修、内部装饰以及设备测量等，有时还测量垂直和水平投影- 7 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 的外部轮廓图等。目前在很多国家或地区的历史文物机构都设立了自己的摄影测量部门。摄影测量在保护文物中的意义和必要性愈来愈被人们所了解。在国际建筑摄影测量委员会中就专门设立了一个国际古迹遗址委员会，它设在罗马国际文物保管及修复研究中心。(六) 在生物医学中的应用

29、生物医学摄影测量主要包括用摄影测量方法研究生物结构和生物医学与非生物医学领域(如植物学、昆虫学等)内的作业技术。生物、医学立体摄影测量己经成为国际摄影测量与遥感协会（ISPRS)第五委员会的一个重要课题。利用立体像对可以测定人体参数指标，配合X射线成像可以更为合理地处理外科手术。利用立体像对能对眼底要素及其病理变化进行分析，还能研究牙齿的排列与结构以校正牙齿，利用X射线立体摄影测量还可以进行神经外科手术及人体结构病理变化的合理运用，利用电子扫描显微镜拍摄立体像对测定人血球的体积。在外貌整容手术中可以充分利用近景摄影测量的成果。(七) 在海洋研究中的应用海洋占全球面积的7096,蕴藏着极度为丰富

30、的生物和矿产资源，各国对海洋测绘也越来越重视。现代海洋测绘发展为三个方面，即常规海洋测绘、海洋工程测绘和海洋科学测绘。用摄影测量方法研究海底和海岸带的问题己在一些国家中开展。如1970年美国成立了一个美洲摄影测量协会所属的海底摄影委员会在进行海底摄影时，由于光线穿过具有不同折射率的层体而产生折射，因而所摄图像就偏离了中心投影，同时还要将测量仪器加上密封窗的光学系统，这就产生了多介质摄影问题。德国学者Hohll在他的“水下摄影的理论与实践”的博士论文中指出，海底摄影仪器经过严密计算，可以换算成单介质摄影的情况，他研究了一种全能解析法，对未知的外方位元素、各介质间的分界面参数、水的折射率和目标点坐

31、标用逐次趋近法一并平差计算可求得，并提出相应的数字模型。在美国、苏联等国家对水下摄影测量进行了广泛的研究试验，并对摄影仪器、照相设备等进行改革，组成了专门的水下摄影测量系列设备。有的国家把“声纳”回声定位法与摄影测量方法相结合施测海底地形图。- 8 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 (八) 非常规构像系统的应用非常规构像系统主要包括有：全息摄影测量、各种固态构像系统、双介质测图电视、X射线、扫描电子显微镜系统及其应用等。近年来在非常规构像系统方面己取得了某些成果，例如美国Worcester工业学院R.J. Pr yputniewicz介绍了对飞机翼形状的全息摄影测量；美国光学研究院的K.B

32、i edermam介绍了变形观测全息摄影测量系统:英国Rolls-Royce介绍了关于“试验中的汽轮机近景X光摄影测量”的论文。此外，还有高速摄影测量的应用。高速摄影己广泛应用在机械零件的火花加工、流体力学的螺旋浆设计过程中风洞试验、电工技术的电弧焊接、爆炸过程的监视及冲击波特性的测试、原子武器的试验、火箭的弹道、以及体育等方面。如欧洲弹道研究所采用高速摄影机对各种子弹在不同的介质中的运行速度及轨迹进行研究。实时摄影测量(Real-Time Photogrammetry)简称RTP，这项新技术的发展是随着数字图像处理技术和微型计算机技术的迅速发展，特别是近年来工业市场对机器人三维视觉系统即机器

33、视觉(Machine Vision)日益增长的需要和数字相机(CCD)的出现和发展，使得视觉系统、人工智能等成为现实，它为实时摄影测量开创了广阔的前景。许多用于解析摄影测量和影像处理的基础理论可与固态相机一道，用来完成实时测量任务。从而将近景摄影测量推进到实时摄影测量(RT P)的新领域。目前在汽车下线检测、工业零件的检测等方面己经采用实时摄影测量。1.4 数字近景摄影测量的现状及本文研究的主要内容摄影测量经过了三个发展阶段，即模拟摄影测量、解析摄影测量与数字摄影测量。数字摄影测量是近二十年以来由模拟和解析摄影测量发展而来。近年来取得的飞跃进展主要得益于数字传感器、微处理器、阵列传感器、机器人

34、视觉的飞速发展以及硬件软件成本的大幅下降。毫无疑问，数字摄影测量已成为摄影测量领域中的重要部分。数字摄影测量是基于人眼视觉原理将影像的灰度电信号通过耦合装置CCD转换为数字信号，然后应用图像处理、模式识别、人工智能以及计算机视觉等方法求出被摄物体的空间坐标，进而精确描绘出其三维形体的全自动化过程。数字摄影测量从原始影像到中间数据及最终产品都是数字形式的，即数字摄影测- 9 -东北大学博士学位论文 第1章 绪论 量是基于摄影测量的基本原理，应用计算机技术，从影像(包括硬拷贝与数字影像或数字化影像)提取所摄对象用数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量分支学科。近景摄影测量是摄影测量的一个重要分支，数字近景摄影测量是随着CCD数码相机、数字影像技术、图像处理技术、计算机视觉、三维重建等数字技术发展而发展起来的，数字近景摄影测量在工程建设、工业、医学等领域的应用也