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论文题目:

基于线特征的相机标定与定向方法研究







作者姓名: 丁昊入学时间: 2008 年 9 月
专业名称:摄影测量与遥感研究方向:遥感科学技术与应用
指导教师: 张继贤职称: 研究员
谢文寒副研究员
王萍教授



论文提交日期:2011 年 5 月
论文答辩日期:2011 年 6 月
授予学位日期:
APPROACH FOR CALIBRATION AND ORIENTATION OF
DIGITAL CAMERA BASED ON LINEAR FEATURES



A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of



MASTER OF PHILOSOPHY

from


Shandong University of Science and Technology


by


Hao Ding


Supervisor: Professor Jixian Zhang

Geomatics College
May 2011
声明

本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所公
认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于
其它任何学术机关作鉴定。





硕士生签名:

日期:







AFFIRMATION

I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements
for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and
Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The
document has not been submitted for qualification at any other academic
institute.




Signature:

Date:
山东科技大学硕士学位论文摘要

摘要

相机标定和定向,即对相机拍摄的扭曲影像进行纠正并获取相机的内、外方位元素,
不仅是摄影测量和计算机视觉的重要环节,还是其基本问题和实现的前提,为更好的量
测、识别和信息利用奠定了坚实的基础。
对于计算机视觉和摄影测量,尤其是近景摄影测量,根据影像的用途和所处环境的
不同,需要采用不同的标定和定向方法,任何一种标定和定向方法也不能适用于所有的
应用,而且很难获得一种方法能够同时满足便捷性、实时性和精度等要求,尤其是在在
任标定的很多情况下影像序列间的几何关系很难稳定的恢复相机的参数。因此,优秀的
相机标定和定向算法在摄影测量和计算机视觉中非常重要,且一直是研究中的热点问
题。本论文回顾了当前摄影测量和计算机视觉所采用的相机标定和定向方法,针对近景
摄影测量和计算机视觉需要用到的含有大量线性特征的影像,提出基于直线灭点理论的
畸变差改正方法,研究了基于二维直线特征和点特征相结合的相机标定和定向方法,通
过对大量数据进行实验和分析,验证了该方法理论和算法的正确性和可行性。
本文涉及的主要研究内容包括:
1. 基于线特征的相机畸变差改正方法。本文提出并论证了一种无需标定场、仅利
用影像线特征进行非量测相机畸变差测定的方法。该方法具有一定的实用性,可以满足
应用对实时、快捷的需求。在没有高精度标定场的情况下,这种方法为非量测相机畸变
差系数的测定和改正提供了一个新的选择。
2. 基于二维直线特征和点特征相结合的相机标定和定向方法。本文利用单张影像
的直线特征,通过基于灭点理论的单像建模方法获取相机标定和定向参数的初值,结合
应用基于灭点理论计算的畸变差改正数,联合多张影像的少量控制点信息代入自检校光
束法平差,最终使得基于线特征的相机标定和定向方法更加稳定、精度得到进一步提高。
3. 对现有的各类标定场进行了总结。本文对三维、二维和一维标定场中应用较为
广泛的标定场类型进行了总结,并分析了各种标定场的优缺点。
4. 对多种基于二维、三维高精度标定场的