车载移动测图系统外方位元素标定方法

全景相机因其360°大视场、旋转不变性等优点,逐渐被用于构建车载移动测图系统。标定是保证系统获取精确地理信息数据的重要前提。本文针对全景相机和定位定姿系统(POS)集成的车载移动测图系统,提出一种外方位元素标定的方法。首先,在实际场景中布设高精度已知控制点。其次,构建全景球面模型,将全景影像通过球面投影反变换投影到该球面上,从球面上选择控制点而不是直接从存在扭曲的全景影像上选择控制点并得到其球面坐标。在建立点的相关性之后,结合地理参考绝对定位方程和坐标变换,求得全景相机相对POS的平移与旋转参数。最后,采用本文提出的标定方法,分别选择北京航天城和天津滨海新区进行试验。试验表明,GPS信号良好时,点的绝对定位中误差可达平面10.3cm、高程16.5cm;GPS信号不好时,点的绝对定位中误差为平面35.4cm、高程54.8cm;在较短距离范围内(3km),距离量测相对误差最大为5cm左右,GPS信号对相对量测没有明显影响。     

基于平面4点快速求解相机外方位元素近似值

提出了一种利用4个共面的控制点对相机外方位元素近似值进行快速求解的方法。利用4个控制点与其像坐标间的几何关系求得其中3个控制点在摄站坐标系下的坐标;再由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标进一步求得两坐标系的转换参数的初值,并用初值通过解析法对相机外方位元素进行精确求解。最后通过一组实验数据验证了该方法的正确性。     

基于平面4点快速求解相机外方位元素近似值

提出了一种利用4个共面的控制点对相机外方位元素近似值进行快速求解的方法.利用4个控制点与其像坐标间的几何关系求得其中3个控制点在摄站坐标系下的坐标;再由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标进一步求得两坐标系的转换参数的初值,并用初值通过解析法对相机外方位元素进行精确求解.最后通过一组实验数据验证了该方法的正确性.     

车载激光扫描仪距离测量参数标定

车载激光扫描仪的主要功能之一就是距离测量。距离测量的精度受多方面因素影响。试验表明,实测距离与实际距离间并非严格线性关系,因此有必要构建相应的数学模型来描述二者关系,进而提高激光扫描仪的距离测量精度。通过详细分析影响激光扫描仪距离测量精度的多种因素,有的放矢地设计了相关试验对RA-360激光扫描仪距离测量参数进行了标定,为后续的数据处理和其在车载系统中的应用奠定了基础,也为同类设备的标定提供了参考。     

车载三维激光扫描系统的外参数标定研究

通过建立车载三维激光扫描系统的严密定位模型,并推导出激光扫描仪坐标系和惯导载体坐标系间的平移与旋转参数的求解公式。试验结果表明,本标定方法具有较高的标定精度,对城市测绘具有重要的应用价值。     

基于线特征计算像片外方位元素的理论与方法

依据空间直线在航摄像片上的投影仍然是直线这一前提,结合共线条件方程,通过线性化,推导基于线特征计算像片外方位元素的误差方程,并且给出计算过程。最后通过试验验证基于线特征计算像片外方位元素的理论与方法的可行性和可靠性。     

高精度GPS差分载波相位多普勒/INS新型全组合解算机载TLS外方位元素

在提出单历元解算GPS模糊度技术的基础上,使用INS间接法误差模型,提出了一种GPS双差载波相位多普勒/INS全组合Kalman滤波的新方法,高精度直接解算机载TLS中的外方位元素。仿真数据试验表明,其姿态精度高于10",位置精度高于10cm。     

考虑内定向误差的外方位元素精度分析

在对数据质量的要求越来越严格的今天,我们对数据质量的评价也必须越来越系统、可靠。本文就是在系统分析的基础上推导出了求解外方位元素的误差传递模型,并从中分析了内定向误差对外方位元素精度的影响,从而改进和完善了外方位元素精度的评定方法,使得外方位元素精度的评定具有更高的精确性和可靠性。     

一种车载线阵激光扫描测量系统几何标定模型

提出了一一种基于几何关系的车载线阵激光扫描测量系统标定模型。该模型通过严格的数学推导得到了计算车载激光扫描仪两个主要旋转参数的数学模型。基于该模型的标定方法考虑到了主要旋转角之间的相关性,且操作简单易实现。在平坦场地上,仅需一块平板以及卷尺即可进行。实验结果表明,该模型具有较好的稳定性、抗噪性和较高的内符合精度。     

无地面控制点的车载激光扫描系统外标定方法

车载激光扫描技术能够高效率、高精度、低成本地获取城市三维地理数据,是最先进的三维地理数据获取手段之一。车载激光扫描系统的精确外标定是获取高精度车载激光点云的前提;通常采用建立三维控制场的方法对车载激光扫描仪进行外标定,该方法灵活性差,且需要耗费大量人力物力建立三维控制场。针对此,提出一种无需地面控制点的车载激光扫描系统外标定模型及参数解算方法,该方法利用车载激光扫描系统对同一地物多次扫描的激光点云需重合作为约束条件,使用LM(Levenberg-Marguardt)最优化算法解算标定参数,使用该方法对车载激光扫描系统进行了外标定,并用实测控制点验证了标定后系统的定位精度。     

GPS/IMU组合定位定向系统设计

介绍了一种组合低成本的GPS和IMU(Inertial Measurement Unit)来获得高精度姿态、位置和速度信息的方法。文中介绍了GPS／IMU组合系统的设计方案及系统的硬件和软件设计，并给出了实验结果。该组合系统将来安装于炮兵测地车后，不仅可以提高测地的精度，而且在采样率、可靠性等方面比单独采用GPS定位的方法更有优势。     

视觉测量中相机外参数近似值的快速求解

提出了利用3个不共线的控制点对相机外参数近似值进行快速求解的一种方法.利用3个控制点与其像坐标间的几何关系求得3个控制点在摄站坐标系下的坐标;由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标,进一步求得两坐标系的转换参数的初值;通过解析法或光束法对相机外参数用初值进行精确标定.并通过一组模拟数据验证了该方法的正确性.     

视觉测量中相机外参数近似值的快速求解

提出了利用3个不共线的控制点对相机外参数近似值进行快速求解的一种方法。利用3个控制点与其像坐标间的几何关系求得3个控制点在摄站坐标系下的坐标;由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标,进一步求得两坐标系的转换参数的初值;通过解析法或光束法对相机外参数用初值进行精确标定。并通过一组模拟数据验证了该方法的正确性。     

车载3D激光扫描系统集成技术

移动激光扫描技术是从上世纪90年代初逐步发展起来的一门测绘技术,也是当今测绘界最为前沿的技术之一,可用于工程测量和制图等诸多领域。地面3D激光扫描仪具有测量速度快,精度高等优点。本文以奥地利RIEGL公司的地面三维激光扫描仪VZ400为例,研究将其作为移动测量系统的主要传感器所涉及的关键技术,包括联机控制、时间基准统一和空间基准统一三个方面:解析了激光扫描仪的接口定义,并结合联机控制的开发库——RiVLIB实现的仪器的联机控与数据通信;给出了基于GPS秒脉冲信号的时间同步原理,实现了系统时间基准的传递与统一;分析了移动测量系统中的坐标系,并根据地面三维激光扫描仪的实际情况,构建了单站的参数标定模型。通过本文的研究与实验,使测量系统实现常见移动测量的二维帧扫描模式以及针对重点区域的三维全景扫描模式,同时,当它闲置时还可将激光扫描仪拆卸进行静态的扫描,丰富了系统的测量方式,提高了系统的适应性与使用效率。     

动态差分GPS测量进行标校塔变形监测

介绍了采用动态差分GPS测量,对标校塔在自然条件下的摇摆变形进行监测的方法。通过对观测数据的分析研究,得出了风速为5 m/s左右、气温在20℃左右、湿度在60%左右的条件下,标校塔在94.43%的观测时间内其摇摆变形量小于坞内标校精度要求(即小于5 cm)的结论。     

圆扫描式机载激光测深系统检校模型及仿真分析

为了提升圆扫描式机载激光测深系统的定位精度,提出了一种检校思路:在平面区域获取激光点云时,系统误差和随机误差使得本应共面的激光点云不再共面,通过将激光点云拟合到单个平面上达到纠正点云位置的目的。首先推导了简单模式下圆扫描式机载激光测深系统定位模型,并从直线与平面交会的数学原理出发模拟激光光线与海面的交会过程,根据折射原理解算激光光线在水中的方向矢量,联合激光光线在水中的直线方程和海底面数学方程解算激光脚点的位置。然后,引入未知数先验方差,推导了参数加权最小二乘平差模型,为后面检校模型的解算奠定基础。最后,推导了用于检校的平差数学模型和详细的计算过程,对检校过程进行了模拟计算和分析讨论,得出了一些有益于检校过程的结论。     

机载POS系统视准轴误差检校

简要介绍了机载POS(position and orientaion system)系统视准轴误差检校的基本原理和方法,建立了相应的数学模型,利用实际航摄影像资料验证了视准轴误差检校模型的正确性和可行性,并分析了利用其实施对地目标定位的精度。