近景摄影测量在被测物的哪些地方贴人工标志

近景摄影测量在被测物的哪些地方贴人工标志

在数字近景摄影测量中拍摄的影像包含了大量的人工标志点量测这些人工标志点的像点坐标是进行摄影测量的基础.只有根据同名点像点坐标和相应的相片姿态才能计算出物方点的三维坐标达到同名点匹配和三维重建的目的.因此对于数字近景摄影测量影像识别人工标志点进行精确定位是单张影像处理的主要任务.目前人工标志点的种类有很多种主要有圆形标志方形对顶角标志十字形标志等.本文分析了各类人工标志点的特占、及其子像素级定位方法和定位精度并总结出上述各种人工标志点的适用范围.圆形标志点近景摄影测量中应用最广泛的是圆形人工标志点见图圆形标志经透镜成像后为椭圆椭圆的识别和提取过程简单并且椭圆的几何特性使其易于定位各种子像素级定位算法都较成熟.圆形标志点通常采用回光反射材料制作标志的内圈采用白色回光反射材料外圈采用黑色材料由于回光反射材料的反射收稿日期项目来源国家自然科学基金资助项目.系数很高在同等光源的照射下其反射亮度较普通白色标志高出数百倍乃至上千倍“.目前圆形标志点子像素级的定位算法主要有椭圆最小二乘拟合法、灰度加权质心法、灰度平法加权法等这几种拟合方法都实现了子像素级定位精度.中心国点圈圆形标志点椭圆最乘拟合法平面椭圆一般方程为聊印其中为椭圆的中心点坐标曰分别为椭圆方程的个参数椭圆中心坐标‰力计算公式为—丽十—”丽万方数据为了抑制图像噪声的影响从而提高定位准确度一般要对边缘进行二次拟合灰度加权质心法灰度加权质心法可以看成是以灰度为权的加权形心法灰度图像‘力中目标的灰度质心‰蝴为等端咤嚣‘’式中形力为权值实际上式中的形力即力灰度平方加权质心法灰度平方加权质心法即将式中的灰度权值取平方灰度平方加权质心法使得目标灰度分布的权重得以进一步的突出在理想情况下可以得到比灰度加权质心法更好的定位准确度.下面是卢成静等人用以上三种算法对圆形标志进行定位试验的数据其中使用系统提取像坐标为标志数据袭圆形标志定位的试验数据像素表的实验结果表明三种方法的定位准确度均达到了子像素级.椭圆最小二乘拟合法使用的是单像素边缘当边界中存在噪声时对中心影响最大灰度加权质心法和灰度平法加权质心法使用的是整个标志的灰度信息所以椭圆最小二乘拟合法的定位精度最低.虽然灰度平法加权质心法的准确度高于灰度加权质心法但是当图像中存在脉冲噪声灰度平方加权算法对噪声较敏感易对中心定位准确度产生影响.而灰度加权质心算法对影像中的噪声有一定的抑制作用定位准确度比较稳定.因此同时考虑到定位准确度和稳定性圆形标志点定位中可采用灰度加权质心法.⑧圈⑨图编码元近年来为了降低传统圆形人工标志点对应匹配的复杂度不少学者开始研究基于编码元的圆形标志点编码元中心为圆形周围为与其同心的分段环状区域.图所示为一种研究较多的编码元Ⅲ.根据编码元的几何特征灰度特征以及标记点在待测物体表面的分布情况识别标志点然后再利用上述圆形标志点的子像素定位方法提取标志点中心编码元能有效降低噪声等因素影响易于提高算法鲁棒性.因此基于编码元的人工标志点具有较好的发展前景.方形对顶角标志近景摄影测量中方形对顶角标志也是一种常用的人工标志.对方形对顶角标志进行定位实质是提取其标志中心像素的坐标.目前方形对顸角标志的子像素级定位方法主要有影像梯度定位法、灰度矩边缘直线拟合定位法图方形对顶角标志万方数据影像梯度定位法数学模型.根据一个理想的一维边缘的成像为一刀刃曲线可推导出影像梯度的线