立体像对的相对定向

1、Relative Orientation of Stereo Image Pair林卉2008.7立体像对的相对定向立体像对的相对定向l解析相对定向解析相对定向 Analytical Relative Orientationl连续法相对定向连续法相对定向Analytical Relative Orientation of Consecutive Photo Connectionl单独法相对定向单独法相对定向Analytical Relative Orientation of an Independent Image Pair利用利用同名光线同名光线（Homologous Rays）对对相交对对

2、相交，解，解求求两像片的相对方位元素值两像片的相对方位元素值的过程，称为的过程，称为两张像片相对位置和姿态两张像片相对位置和姿态（Position & Attitude）关系的参数关系的参数同名射线对对相交。同名射线对对相交。实质是恢复核面实质是恢复核面(Epipolar Plane)，即同名射线与基线共面，解析法相对定向，即同名射线与基线共面，解析法相对定向恢复核面，需要恢复核面，需要从共面条件方程从共面条件方程(Coplanar Condition Equation)出发解求五个相对定向元素，出发解求五个相对定向元素，才能建立地面立体模型。才能建立地面立体模型。解析相对定向解析相对

3、定向Analytical Relative Orientation以左像空间坐标系以左像空间坐标系为立体像对的像空为立体像对的像空间辅助坐标系统间辅助坐标系统X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxBy连续法相对定向元素：连续法相对定向元素： By ， Bz ， ， ， 连续法相对定向系统连续法相对定向系统 单独法相对定向系统单独法相对定向系统2单独法相对定向元素单独法相对定向元素： 1 ， 1 ，2，221X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2B以左摄影中心为以左摄影中心为原点、左主核面原点、左主核面为为XZ平面、摄影平面、摄影基线为基线为X轴轴221相对定向的共

4、面条件方程相对定向的共面条件方程同名光线同名光线对对相交对对相交于核面内于核面内XYZa1(x1,y1)x1y1z1S1A(X,Y,Z)a2(x2,y2)z2y2x2S2XYZ111222BBBXYZ0XYZ 连续法解析相对定向原理（公式）连续法解析相对定向原理（公式）X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BBzBxByAa1(X1 ,Y1 ,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2) 连续法连续法解析相对定向原理解析相对定向原理fyxZYX11111fyxZYX22222RxxzxxyBBBBBBtgcostgBs1s2BzByBx 连续法连续法解析相对定向原理解析相对定向原理A1A5等式

5、两边同时除以等式两边同时除以 1211221212121112)(ZNBXBBZNBXZZXXZZXXBZBNxxzxzx21212222222222111111ZZYYZYZNYNBZNBYNZNYNZYzy又22221211NZYZXXZYBx2222221212121)()(NZYZZXXZZZYYBxzxBB QBYNYNBZXXZZXZXYZXXZZXBBYZXXZZXBBZXXZZYXZYXBBBZXXZFyyzxzxzyx22112121221122121111212122212122211121210X1Y1Z1X2Y2Z2Aa1s1Y1X1Z1a2s2N1Y1N2Y2Q为定向

6、点上为定向点上模型上下视差模型上下视差当一个立体像当一个立体像对完成相对定对完成相对定向，向， Q0当一个立体像当一个立体像对未完成相对对未完成相对定向，即同名定向，即同名光线不相交，光线不相交， Q0量测量测 5 个以上的同名点可以按最个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对定向元素小二乘平差法求相对定向元素5T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0o1o2135246 单独法单独法解析相对定向原理解析相对定向原理X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2BAa1(X1 ,Y1 ,Z1)a2(X2 ,Y2 ,Z2)fyxZYX111111RfyxZYX222222R 单独法单独

7、法解析相对定向原理解析相对定向原理等式两边同时乘以等式两边同时乘以并视并视q为相当于像空间辅为相当于像空间辅助坐标系中一对理想助坐标系中一对理想像对上同名像点的上像对上同名像点的上下视差下视差当一个立体像对完成当一个立体像对完成相对定向，相对定向， q0当一个立体像对未完当一个立体像对未完成相对定向，即同名成相对定向，即同名光线不相交，光线不相交， q0X1x1Y1Z1S1y1Y2Z2S2y2X2x2Ba1a2(xt2,yt2)(xt1,yt1)q为左右像片上像点坐标化算为相对于基线的水平像片上的像点坐标。量测量测 5 个以上的同名点可以按最小二乘平差法个以上的同名点可以按最小二乘平差法求相对

8、定向元素求相对定向元素5T0nPVV1T)(PAAQxxiixximQ0o1o2135246获取已知数据获取已知数据 x0 , y0 , f 确定相对定向元素的初值确定相对定向元素的初值 0 由相对定向元素计算像空间辅助坐标由相对定向元素计算像空间辅助坐标 X1, Y1, Z1 , X2, Y2, Z2计算误差方程式的系数和常数项计算误差方程式的系数和常数项解法方程，求相对定向元素改正数解法方程，求相对定向元素改正数计算相对定向元素的新值计算相对定向元素的新值判断迭代是否收敛判断迭代是否收敛 相对定向元素正确求得之后，立体模型就建立起来。由于求解相对定向元素过程中，模型基线b是任意选取的，因此

9、，建立起的模型比例尺也是任意的，此时坐标系的原点在立体像对中左摄站点上。X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2l计算单个模型中各模型点坐标可按立体计算单个模型中各模型点坐标可按立体像对像对空间前方交会空间前方交会方法进行。方法进行。 X1Y1Z1PZpYpXpX2Y2Z2Aa1s1a2s2 实际计算中，将获得得模型点在像空间辅助坐标系的坐标再乘以实际计算中，将获得得模型点在像空间辅助坐标系的坐标再乘以摄影比例尺的分母，其模型放大成约为实地后，再进行绝对定向。摄影比例尺的分母，其模型放大成约为实地后，再进行绝对定向。 这里给出这里给出一般点坐标：一般点坐标： 此时的模型坐标还是一个此时的模型坐标还是一个自由方位系统自由方位系统，只是比例尺接近于实地大，只是比例尺接近于实地大小，且比例尺也是一个自由比例尺小，且比例尺也是一个自由比例尺。11