UAV载多面阵数码相机拼接技术的研究
由于受航空平台及传感器的限制，传统航空摄影测量在获取小面积、大比例尺数据方面，存在着成本高、性价比差、高程精度达不到规范要求等问题。而无人飞艇低空遥感系统具有低成本、机动灵活等优点，能够低空低速飞行，在小区域内快速获取高质量遥感影像，可以作为国家航空遥感监测体系的重要补充。 由于受无人飞艇平台体积、重量等方面的限制，目前无人飞艇遥感系统大多采用带稳定平台的单相机作为遥感设备。由于单个CCD面阵尺寸较小，其影像的地面覆盖范围和基高比都比较小，致使航测内、外业工作量增加，高程精度较低。因此，采用多相机拼接技术，增大像幅尺寸，成为目前摄影测量界研究的热点。 本文对组合相机的拼接方案进行了研究，分析了多面阵组合相机拼接需要考虑的各项参数，包括相机间距、相机倾角、影像重叠度、虚拟像幅等。并结合Cannon5D数码相机的各项参数具体分析了相机间距对拼接误差的影响，相机倾角对图像变形的影响，以及相机倾角与影像重叠度的虚拟像幅之间的关系。结论表明：相机间距越大，导致的拼接误差越大；像片倾斜导致GSD随之变化，并且倾角越大，GSD变化就越明显；相机倾角越大，重叠度越小，虚拟像幅尺寸越大，但虚拟有效像幅的尺寸越小。 数码相机属于非量测相机，其内方位元素未知，且镜头存在较大的畸变差，使用之前必须进行精确的检校；组合相机固定好之后，相机之间的“相对外方位元素”也就确定下来，必须将其标定，作为初值参与运算。本文介绍了基于空间后方交会原理的数码相机检校方案，推导了双拼相机检校的数学模型，并对实现了对单个相机和双拼相机的检校。结果表明利用大型室外检校场对数码相机进行检校，可以获得很高的检校精度。 本文对多面阵组合相机虚拟影像的拼接技术进行了重点研究，其具体流程可以概括为：首先对各子影像进行畸变差改正，借助组合相机检校获取的“相对外方位元素”初始值对各子影像进行水平纠正，然后对虚拟片重叠区域内的影像进行特征匹配寻找同名点，借助同名点完成子影像间的相对定向，求得精确的拼接参数，最后利用这些拼接参数完成虚拟影像的拼接。 本论文最后通过实验验证了利用无人飞艇搭载单相机系统可以完成1:2000的航摄任务，而搭载双拼相机系统可以完成1:1000的航摄任务。
航空摄影测量;遥感系统;组合相机;拼接方案;误差分析
山东科技大学
硕士
摄影测量与遥感
卢秀山
2009
中文
P231
93
2013-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）