基于單相機的三維坐標(biāo)測量及其在結(jié)構(gòu)大變形測量中的應(yīng)用.pdf

1、基于單相機的標(biāo)志點三維坐標(biāo)測量是數(shù)字近景攝影測量中的一種測量方式，它主要是利用單個數(shù)碼相機在多個位置和角度拍攝多張包含標(biāo)志點的像片，利用數(shù)字圖像處理和攝影測量算法重建出標(biāo)志點的三維坐標(biāo)。這種測量方法以其高度的靈活性和適應(yīng)性逐漸成為了光學(xué)非接觸測量的一個熱點方向。本文以工程應(yīng)用為目標(biāo)，在基于攝影測量和計算機視覺理論的基礎(chǔ)上，對近景攝影測量系統(tǒng)的相機成像模型、相機標(biāo)定、標(biāo)志點的設(shè)計、標(biāo)志點的識別和圓心亞像素定位、像片定向方法、非編碼點匹配方

2、法以及核心的自標(biāo)定光束平差算法進行了研究分析。在算法研究的基礎(chǔ)上獨自編寫了數(shù)字近景測量軟件CMM2014，通過實驗對該系統(tǒng)的測量精度進行了分析，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于瑜伽球的體積測量和土木鋼結(jié)構(gòu)變形實驗中去。論文研究內(nèi)容及成果主要包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了相機的分類，對相機成像的基礎(chǔ)知識中的透鏡成像、彌散圓、景深、視場范圍進行公式推導(dǎo)研究，研究分析了相機成像的數(shù)學(xué)模型，并介紹了張正友標(biāo)定法以及本文所采用的基于光束平差的相機自標(biāo)

3、定方法。
　　(2)設(shè)計制作了編碼標(biāo)志點和非編碼標(biāo)志點，并對15位同心圓環(huán)型編碼標(biāo)志點的容量和編碼過程進行了分析研究。
　　(3)針對設(shè)計的編碼點，提出了自動識別算法，其步驟為:圖像預(yù)處理、邊緣提取、特征識別篩選以及編碼點解碼。介紹了傳統(tǒng)的圓心亞像素定位方法:基于灰度質(zhì)心的定位算法和基于亞像素邊緣的橢圓擬合算法，并提出了改進的多閾值形心法、多閾值灰度重心法和多閾值灰度平方重心法。
　　(4)編碼點的自動識別實驗證明了本

4、文的識別算法具有較高穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。通過圓心亞像素定位的仿真實驗和真實圖像實驗，發(fā)現(xiàn)本文提出的圓心定位算法具有較高的精度，其精度優(yōu)于0.02pixel。
　　(5)研究分析了像片概略定向，提出了適用于包含定向棒和不包含定向兩種情況的像片連續(xù)定向策略。研究分析了基于極線的非編碼點匹配，提出了多像片的非編碼點匹配策略。研究分析了整體法化光束平差算法和基于逐點法化的光束平差算法，發(fā)現(xiàn)后者在計算速度方面有大大的提高。
　　(6)對C