专利名称：用于标定航空数码相机的室外检校场的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于标定航空数码相机的室外检校场，属于航空摄影测量技术领域。
背景技术：
随着我国国土测绘需求的不断增加，传统的胶片航测已经跟不上时代测绘的发展，数码航测将会逐渐取代胶片航测，航空摄影仪正在从胶片时代向数码时代过渡。数字相机是由传统相机演变而来，仍使用传统的光学系统，只是图像信息的载体发生了变化，在原有胶片的位置换上了 CCD芯片，景物光信号通过CCD转换为电信号，再由模数转换形成数字影像，因此，数字相机须通过检校获取相机的的内方位元素和各项畸变系数从而恢复影像光束的正确形状。由于受到单相机幅面的限制，目前比较流行的航空数码相机均采用几台相机拼成一幅大幅面影像的方案。进口数码航摄仪价格昂贵，因非国产，系统难于维护，普通的民用数码相机均为非量测型，相机镜头的畸变大，内方位元素未知。因此，普通数码相机在未标定前不能直接应用于航空摄影测量领域。目前，国内已经有几种室内的数码相机检校场，但是，由于航空摄影相机在使用时都要求调焦至无穷远，室内检校场很难实现相机处于“无穷远”位置拍照并且获取到满幅、 清晰的检校场影像。即使获取到勉强符合条件的影像，对拍摄技巧以及外部条件要求都很高，拍摄难度很大，标定难度大。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种大型室外检校场，用于非量测型大面阵数码相机的几何标定，通过采集本检校场的影像，可进一步通过专门的标定软件对采集的影像进行后处理计算，可以解算出该相机的内方位元素以及各项畸变参数，从而能够实现普通数码相机的高精度量测化。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现—种用于标定航空数码相机的室外检校场，在水平面上具有多个层次结构的建筑物立面上，以一定间距均勻布设有标志点，所述标志点用于标定软件的自动提取和坐标测定；建筑物立面前的距离能够满足大幅面数码相机在调焦至“无穷远”位置后能够获取到满幅、调焦清晰的建筑物立面影像。所述标志点为圆形铝片，由丝网印刷技术印成黑色，直径为40 60毫米，以 0. 6 0. 8米间距均勻布设于建筑物立面上。所述标志点中心贴带有十字丝刻划的方形索佳RSlOT型反射片，反射片边长为 8 10毫米。本实用新型所述的室外检校场，是大面积且有起伏的三维检校场，通过采集本检校场的影像，可进一步通过专门的标定软件对采集的影像进行后处理计算，可以解算出该相机的内方位元素以及各项畸变参数，使基于上述环节的几何标定精度达到子像元级，从而能够实现普通数码相机的高精度量测化，适用于大面阵普通数字相机的标定，从而为数字航测奠定基础。

下面根据实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。图1是本实用新型所述室外检校场组成结构示意图；图2是标志点组成结构示意图。图中1、电梯；2、走廊；3、墙体；4、凹槽；5、标志点；6、铝片；7、反射片。
具体实施方式
选定某家属楼作为要建立的检校场，该楼高约30米，有电梯1、走廊2、墙体3和凹槽4构成了前后四个层次的立体结构，选定电梯1、走廊2、墙体3三层结构用于布设标志点 5，布设时以一定间距均勻布设标志点5，所述标志点5用于标定软件的自动提取和坐标测定，其立面如图1所示。在该楼的对面35米左右是五层的办公楼，在办公楼上能够以不同高度进行不同角度的拍摄，绝大部分普通数码相机在该办公楼上进行拍摄，均能够获得满幅的检校影像，两楼的间距能够使相机处于“无穷远”状态拍摄获得清晰影像；还能够使数码相机能够在“无穷远”处的不同高度不同角度进行拍摄，以削弱面状标志影像中心的偏移误差；标志点的布置在水平面上具有不同的层次，以利于消除检校参数之间的相关性，保证检校参数的独立性。依据标定软件的功能要求，经过多次实验，最终选定圆形标志作为此控制场的标志点，标志的直径为60mm。考虑到标志的长期使用性，标志的材料采用不易腐蚀的铝材并制成圆形铝片6。为防止阳光照射后标志点会出现褪色现象，影响标定软件的自动识别，采用丝网印刷技术将圆形铝片6印成黑色，经实验证明结果比较稳定。为方便测量标志点中心坐标，在圆形铝片6的中心粘贴带有十字丝刻划的反射片7，由于反射片7带有十字丝刻划，其既可用来测量距离又可用来瞄准。反射片7尺寸为IOmmX 10mm，经过实验采用索佳 RS IOT型反射片，不影响标定软件对标志图像的自动识别。最后制作完成的标志点如图2 所示。标志点的布设及测定将制作好的标志以0. 6 0. 8米的间距均勻布设于楼体的不同层面上，共布设了 900个标志点，控制场标志点的坐标是利用全站仪极坐标法来测定的，以近似垂直家属楼 (检校场)正面方向为X方向，向上为Z方向，左手系构建独立坐标系，两观测控制点设在办公楼顶。为了消除个别标志点观测倾角过大的影响，采用全站仪程序中的斜距测量模式进行测回法观测，依此方法，采取重新对中，多人次观测，取平均值作为最后成果。采用哈苏 50mm镜头，71(* 幅面，像元大小为6. 8 μ m的H3D型相机对控制场在不同高度和方位进行拍照，采集的影像通过标定软件进行解算，取得标定结果，并采用重采样的方法进行验证， 结果表明，整体标定精度达到子像元级(接近四分之一像元，对于本相机精度优于2um)。相比现有的室内实验场，本实用新型具有以下优势[0021]1.现有检校场的测量方法多采用传统交会测量，精度较低，导致检校场自身精度不能满足标定要求；本检校场可采用全站仪多测回法对检校场进行控制测量，精度优于 3mm,完全满足相机标定的几何精度要求。2.本检校基于间接的经典摄影测量原理，建立数字模型进行标定解算，使基于本检校场所标定的精度达到1/4像元。3.室内检校场无法获取“无穷远”处、满幅面且调焦清晰的检校场影像，本检校场影像拍摄方式灵活，很容易获得符合条件的影像。4.室内检校场面积较小，且均为二维检校场，对大面阵航空相机不适用；本检校场是大面积且有起伏的三维检校场，适用于大面阵普通数字相机的标定，从而为数字航测
奠定基础。
权利要求1.一种用于标定航空数码相机的室外检校场，其特征在于在水平面上具有多个层次结构的建筑物立面上，以一定间距均勻布设有标志点；建筑物立面前的距离能够满足大幅面数码相机在调焦至“无穷远”位置后能够获取到满幅、调焦清晰的建筑物立面影像。
2.根据权利要求1所述的室外检校场，其特征在于所述标志点为圆形铝片，由丝网印刷技术印成黑色，直径为40 60毫米，以0. 6 0. 8米间距均勻布设于建筑物立面上。
3.根据权利要求1所述的室外检校场，其特征在于所述标志点中心贴带有十字丝刻划的方形索佳RSlOT型反射片，反射片边长为8 10毫米。
专利摘要本实用新型公开一种用于标定航空数码相机的室外检校场，在水平面上具有多个层次结构的建筑物立面上，以一定间距均匀布设有标志点，所述标志点用于标定软件的自动提取和坐标测定；建筑物立面前的距离能够满足大幅面数码相机在调焦至“无穷远”位置后能够获取到满幅、调焦清晰的建筑物立面影像。本实用新型所述的室外检校场，是大面积且有起伏的三维检校场，通过采集本检校场的影像，可进一步通过专门的标定软件对采集的影像进行后处理计算，可以解算出该相机的内方位元素以及各项畸变参数，使基于上述环节的几何标定精度达到子像元级，从而能够实现普通数码相机的高精度量测化，适用于大面阵普通数字相机的标定，从而为数字航测奠定基础。
文档编号G01C15/06GK202092658SQ201120123510
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者刘先林, 刘宗杰, 吴晓明, 李峰, 杨海东, 王成龙, 钟裕标 申请人:北京四维远见信息技术有限公司