CN109682398B - 立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置及***。包括高精度自准直经纬仪、设置于三维调整机构的网格板、出射平行光束的光源模块及参数计算装置，通过调节三维调整机构带动网格板在三维空间内移动。高精度自准直经纬仪通过标准镜头对网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，将测量得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息作为基准信息；参数计算装置根据基准信息、畸变测量计算表、待测立体测绘相机所拍的网格板图像及对应网格板的角度信息计算得到待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度。本申请实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

Description

立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置及***

技术领域

本发明实施例涉及立体测绘相机定标技术领域，特别是涉及一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置及***。

背景技术

立体测绘为对物体表面进行全范围的测绘，例如立体观测、雷达干涉测量和激光扫描测绘。立体测绘相机例如面阵数字相机、视频摄像机，是进行立体成像的关键组成，广泛应用于遥感技术领域。

立体测绘相机会存在加工和装配的误差，导致相机图像平面上实际所成的像和理想成像之间存在畸变，畸变越小，相机光学***成像质量越高。

传递函数测量装置可以测量镜头畸变，但很难反映被测光学***的真实质量，镜头畸变测量精度往往达不到技术指标要求。

如何实现高精度测量整机内方位元素鉴定精度，为立体测绘相机产品的批量检测提供方便，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置、设备及计算机可读存储介质，实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种立体测绘相机整机内方位元素定标***，包括高精度自准直经纬仪、标准镜头、设置于三维调整机构的网格板、光源模块及参数计算装置；所述高精度自准直经纬仪设置在所述标准镜头前方，且位于同一条光轴上；所述网格板设置在所述标准镜头的焦平面；

所述光源模块用于出射平行光束至所述网格板，通过调节所述三维调整机构带动所述网格板在三维空间内移动；

所述高精度自准直经纬仪用于对所述标准镜头进行光轴一致性调整，并通过所述标准镜头对所述网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，将测量得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息作为基准信息存储至所述参数计算装置；

所述高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走；待测立体测绘相机设置在所述标准镜头前方，对所述网格板拍照，并将各网格板图像及对应网格板的角度信息存储至所述参数计算装置中；

所述参数计算装置用于根据所述基准信息、畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到所述待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度。

可选的，所述高精度自准直经纬仪的测角精度为0.5``。

可选的，所述光源模块为平行光管。

可选的，所述平行光管的长焦距为2000mm，口径为200mm。

可选的，所述标准镜头的最大视场角大于43°×33°。

可选的，还包括光学水准仪，用于对***垂直轴进行竖直调整。

可选的，还包括安装固定机构，用于安装固定所述高精度自准直经纬仪。

可选的，所述待测立体测绘相机与所述高精度自准直经纬仪的安装位置相同。

本发明实施例另一方面提供了一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法，包括：

获取待测立体测绘相机拍摄的网格板图像及对应的网格板角度信息；

获取畸变测量计算表和基准信息，所述基准信息为利用所述高精度自准直经纬仪通过所述标准镜头对所述网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息；

根据所述基准信息、所述畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到所述待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度；

其中，所述高精度自准直经纬仪设置在所述标准镜头前方，且位于同一条光轴上；所述网格板设置在三维调整机构，并位于所述标准镜头的焦平面；所述待测立体测绘相机设置在所述标准镜头前方，对所述网格板拍照，所述高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走。

本发明实施例还提供了一种立体测绘相机整机内方位元素定标装置，包括：

信息获取模块，用于获取待测立体测绘相机拍摄的网格板图像及对应的网格板角度信息；获取畸变测量计算表和基准信息，所述基准信息为利用所述高精度自准直经纬仪通过所述标准镜头对所述网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息；

参数计算模块，用于根据所述基准信息、所述畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到所述待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度；

其中，所述高精度自准直经纬仪设置在所述标准镜头前方，且位于同一条光轴上；所述网格板设置在三维调整机构，并位于所述标准镜头的焦平面；所述待测立体测绘相机设置在所述标准镜头前方，对所述网格板拍照，所述高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走。

本申请提供的技术方案的优点在于，利用高精度自准直经纬仪和高质量的标准镜头逐行测量处于不同位置和角度下的网格板的网格线汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息，并将该信息作为测量待测立体测绘相机整机内方位元素鉴定精度的基准信息；根据待测立体测绘相机对处于不同位置和角度下的网格板拍照的图像和网格板的角度计算得到待测立体测绘相机的主距值、主点坐标值和镜头畸变测量精度值，实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，大大提高立体测绘相机检测阶段的工作效率，缩短立体测绘相机的研制周期，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

此外，本发明实施例还针对立体测绘相机整机内方位元素定标方法提供了相应的实现装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置、设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或相关技术的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开根据一示例性实施例示出的一种立体测绘相机整机内方位元素定标***结构示意图；

图2为本公开根据另一示例性实施例示出的一种立体测绘相机整机内方位元素定标***结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的立体测绘相机整机内方位元素定标装置的一种具体实施方式结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先请参阅图1和图2，图1和图2为本发明实施例提供的立体测绘相机整机内方位元素定标***结构框图，本发明实施例可包括以下内容：

立体测绘相机整机内方位元素定标***0可包括高精度自准直经纬仪1、标准镜头2、网格板3、三维调整机构4、光源模块5及参数计算装置6。

高精度自准直经纬仪1、标准镜头2与光源模块5位于同一条光轴上。高精度自准直经纬仪1设置在标准镜头2前方，网格板3设置在标准镜头2的焦平面上，光源模块5设置在所述网格板3之后。网格板3固定设置在三维调整机构4上，调整三维调整机构4带动网格板3进行移动，以实现通过调整三维调整机构4的高低位置、旋转角度来控制网格板2的三维空间位置。

高精度自准直经纬仪1对标准镜头2进行光轴一致性调整，并通过标准镜头2对网格板3的网格线汇聚点进行逐行测量，将测量得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息作为基准信息存储至参数计算装置6中。在高精度自准直经纬仪1对网格板3进行逐行测量时，网格板3在三维调整机构4的带动下在三维空间中进行移动，得到多组方位角度值和高低角度值，方位角度值和俯仰角度值可具有对应关系，也即在同时记载网格板当前呈现的方位角度信息和俯仰角度信息。

在测量立体测绘相机整机内方位元素鉴定精度时，移走高精度自准直经纬仪1，在相同位置或者不同位置处安装待测立体测绘相机7，待测立体测绘相机7位于标准镜头2前方。可选的，可设置安装固定机构，用于安装固定高精度自准直经纬仪1或者是待测立体测绘相机，也即二者位于整个***的同一位置处。

在待测立体测绘相机7安装在标准镜头2前后，可利用光学水准仪(例如水泡)对垂直轴进行竖直调整。在调整完成后，待测立体测绘相机7对网格板3进行拍照，并将拍照所得的网格板图像及该图像被拍照时网格板的角度信息存储至参数计算装置6中。

参数计算装置6根据基准信息、畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度，内方位元素值为主距(物镜后节点到像主点的距离)、主点坐标(像主点在相片框标坐标系中的x坐标值和y坐标值)。

其中，畸变测量计算表可为用户输入的相关技术中的畸变测量计算表，也可为本领域技术人员根据实际情况和需求制作的畸变测量计算表，这均不影响本申请的实现。

根据基准信息、畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度，这个过程的实现可参阅相关技术的描述，此处，便不再赘述。

高精度自准直经纬仪1可采用任何一种具有较高精度(例如测角精度为0.5``)的自准直经纬仪仪器，本申请对此不做任何限定。

标准镜头2可采用任何一种高质量的标准镜头，例如可采用最大视场角大于43°×33°的标准镜头，本申请对此不做任何限定。

网格板3可为相关技术中的任何一种标准网格板，或者是本领域技术人员根据实际情况和需求设计的网格板，这均不影响本申请的实现。

三维调整机构4可为任何一种可实现在三维空间的调节位置的器件，本申请对此不做任何限定。

光源模块5出射平行光束通过网格板3进入标准镜头2，可使用任何一种可出射平行光束的光源或光源组合，例如光源模块5可为用来产生平行光束的平行光管光学仪器；当然，还可采用光源(例如LED光源)和准直物镜的组合来出射平行光束，这均不影响本申请的实现。

可选的，可选择长焦距为2000mm，口径为200mm的平行光管作为光源模块5。

高精度自准直经纬仪1、标准镜头2、网格板3、光源模块5的安装、调试等可参阅相关技术的描述，此处，便不再赘述。

在本发明实施例提供的技术方案中，利用高精度自准直经纬仪和高质量的标准镜头逐行测量处于不同位置和角度下的网格板的网格线汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息，并将该信息作为测量待测立体测绘相机整机内方位元素鉴定精度的基准信息；根据待测立体测绘相机对处于不同位置和角度下的网格板拍照的图像和网格板的角度计算得到待测立体测绘相机的主距值、主点坐标值和镜头畸变测量精度值，实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，大大提高立体测绘相机检测阶段的工作效率，缩短立体测绘相机的研制周期，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

下面对本发明实施例提供的主动式透光屏蔽薄膜屏蔽效能测试方法进行介绍，下文描述的主动式透光屏蔽薄膜屏蔽效能测试方法与上文描述的主动式透光屏蔽薄膜屏蔽效能测试***可相互对应参照。

请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法的流程示意图，应用于立体测绘相机整机内方位元素定标***中，本发明实施例可包括以下内容：

S301：获取待测立体测绘相机拍摄的网格板图像及对应的网格板角度信息。

S302：获取畸变测量计算表和基准信息，基准信息为利用高精度自准直经纬仪通过标准镜头对网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息。

S303：根据基准信息、畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度。

高精度自准直经纬仪设置在标准镜头前方，且位于同一条光轴上；网格板设置在三维调整机构，并位于标准镜头的焦平面；待测立体测绘相机设置在标准镜头前方，对网格板拍照，高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走。

由上可知，本发明实施例实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

本发明实施例还针对立体测绘相机整机内方位元素定标方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。

参见图4，图4为本发明实施例提供的立体测绘相机整机内方位元素定标装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

信息获取模块401，用于获取待测立体测绘相机拍摄的网格板图像及对应的网格板角度信息；获取畸变测量计算表和基准信息，基准信息为利用高精度自准直经纬仪通过标准镜头对网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息；

参数计算模块402，用于根据基准信息、畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度；

其中，高精度自准直经纬仪设置在标准镜头前方，且位于同一条光轴上；网格板设置在三维调整机构，并位于标准镜头的焦平面；待测立体测绘相机设置在标准镜头前方，对网格板拍照，高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走。

本发明实施例所述立体测绘相机整机内方位元素定标装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

本发明实施例还提供了一种立体测绘相机整机内方位元素定标设备，具体可包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现如上任意一实施例所述立体测绘相机整机内方位元素定标方法的步骤。

本发明实施例所述立体测绘相机整机内方位元素定标设备的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有立体测绘相机整机内方位元素定标程序，所述立体测绘相机整机内方位元素定标程序被处理器执行时如上任意一实施例所述立体测绘相机整机内方位元素定标方法的步骤。

本发明实施例所述计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例实现了立体测绘相机整机内方位元素的鉴定精度的高精度测量，为立体测绘相机产品的批量检测提供了方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，包括高精度自准直经纬仪、标准镜头、设置于三维调整机构的网格板、光源模块及参数计算装置；所述高精度自准直经纬仪设置在所述标准镜头前方，且位于同一条光轴上；所述网格板设置在所述标准镜头的焦平面；

所述光源模块用于出射平行光束至所述网格板，通过调节所述三维调整机构带动所述网格板在三维空间内移动；

所述高精度自准直经纬仪用于对所述标准镜头进行光轴一致性调整，并通过所述标准镜头对所述网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，将测量得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息作为基准信息存储至所述参数计算装置；

所述高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走；待测立体测绘相机设置在所述标准镜头前方，对所述网格板拍照，并将各网格板图像及对应网格板的角度信息存储至所述参数计算装置中；

所述参数计算装置用于根据所述基准信息、畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到所述待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度。

2.根据权利要求1所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，所述高精度自准直经纬仪的测角精度为0.5``。

3.根据权利要求2所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，所述光源模块为平行光管。

4.根据权利要求3所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，所述平行光管的长焦距为2000mm，口径为200mm。

5.根据权利要求1所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，所述标准镜头的最大视场角大于43°×33°。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，还包括光学水准仪，用于对***垂直轴进行竖直调整。

7.根据权利要求6所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，还包括安装固定机构，用于安装固定所述高精度自准直经纬仪。

8.根据权利要求7所述的立体测绘相机整机内方位元素定标***，其特征在于，所述待测立体测绘相机与所述高精度自准直经纬仪的安装位置相同。

9.一种立体测绘相机整机内方位元素定标方法，其特征在于，包括：

获取待测立体测绘相机拍摄的网格板图像及对应的网格板角度信息；

获取畸变测量计算表和基准信息，所述基准信息为利用高精度自准直经纬仪通过标准镜头对所述网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息；

根据所述基准信息、所述畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到所述待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度；

其中，所述高精度自准直经纬仪设置在所述标准镜头前方，且位于同一条光轴上；所述网格板设置在三维调整机构，并位于所述标准镜头的焦平面；所述待测立体测绘相机设置在所述标准镜头前方，对所述网格板拍照，所述高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走。

10.一种立体测绘相机整机内方位元素定标装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取待测立体测绘相机拍摄的网格板图像及对应的网格板角度信息；获取畸变测量计算表和基准信息，所述基准信息为利用高精度自准直经纬仪通过标准镜头对所述网格板的网格线汇聚点进行逐行测量，得到各汇聚点的方位角度信息和俯仰角度信息；

参数计算模块，用于根据所述基准信息、所述畸变测量计算表、各网格板图像及相应角度信息计算得到所述待测立体测绘相机的内方位元素值和镜头畸变测量精度；

其中，所述高精度自准直经纬仪设置在所述标准镜头前方，且位于同一条光轴上；所述网格板设置在三维调整机构，并位于所述标准镜头的焦平面；所述待测立体测绘相机设置在所述标准镜头前方，对所述网格板拍照，所述高精度自准直经纬仪在测量整机内方位元素鉴定精度时被移走。

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