相机检校及在水波量测中的应用

发布时间：2020-08-31 19:29

　　海洋上物产丰富,其中有生物、矿产和水等资源,海洋对国家的发展有较大的影响。水波对于海洋中的物理、化学、生物和地质等变化过程产生影响。同时,水波的运动影响着水表面的气流等变化,进而影响天气等变化情况。因此,水波量测较为重要,它可以帮助我们更好的掌握和了解海水的运动规律。目前,测量水波的方法有水面上测波、水面附近测波和水面下测波等,这些测波方法均不能直观有效的反应水波的信息。本文使用立体摄影测量的方法可以比较准确、形象、直观的反应水波信息。使用立体摄影测量的方法进行水波量测主要包含相机检校、相对定向、密集匹配等关键技术,相机检校是水波量测的一项重要关键步骤,它的精度直接影响摄影测量后续工作的精度。目前,在摄影测量学和计算机视觉领域对相机检校相关算法、相关模型等研究已经十分成熟。但是,由于引起各类相机畸变的原因千差万别,人们只能通过大量实验研究在众多相机检校模型中选取合适的模型进行检校应用,目前尚无法找到能对各类相机的各种影像都适用的理想模型。无论从相机检校的精度、还是相机检校的效率上来说,现有的相机检校方法均不能兼顾,仍存在残余畸变。为了满足高精度的相机检校要求,传统的相机检校方法对检校场的精度要求较高,存在造价昂贵、占地面积大、后期维护费用高等问题。因此,现有相机检校仍有残余畸变和检校场建立较为复杂是目前相机检校研究的两个重点问题。本文对这两个问题进行了重点研究。针对传统检校场建立存在成本高、面积大、维护困难和颇具危险性等问题,建立了简易、便捷、高效的检校场。针对使用相机常规检校法检校,仍存在残余畸变的问题,提出了相机检校新方法——相机迭代检校法。在对现有相机检校模型进行分析的基础上,提出了一种相机检校迭代处理的思路(即相机迭代检校法),通过对原始影像多次采用同一检校模型或者不同模型组合,经过迭代处理达到对影像畸变校正的目的,每次迭代后利用新得到的畸变系数对影像进行校正,把几何校正后得到的影像作为下次迭代的输入影像,重新利用检校模型进行检校,经过如此多次迭代处理,根据预先设置的畸变系数变化阈值决定是否终止迭代。本文首先对相机进行检校,然后利用检校好的相机获取水波立体影像,采用光学摄影测量技术对水波进行量测。使用相机常规检校法和相机迭代检校法分别对相机进行检校,通过使用两种方法检校好的相机获取的水波影像数据,根据摄影测量的方法进行水波量测实验,使用Surf匹配算法对水波立体影像进行匹配,获取左右影像同名点,使用匹配出的同名点进行相对定向,进一步说明相机检校精度的提高,对摄影测量后续工作的精度提高有明显影响,为后续水波量测的研究奠定了基础。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P714.1
【部分图文】：

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上海海洋大学硕士学位论文小，所以对影像的拍摄方法有一定的要求[53]。基如图 2-2 所示。三维检校场主要是指通过在室内或数量的高精度控制点，且控制点具有三维信息。室外三维检校场如图 2-4 所示。三维检校场较二维检的优势，其只需要拍摄单幅影像，就可以对相机进方面，具有一定的劣势，其制作工序较为复杂，需对其进行定期的维护。

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其只需要拍摄单幅影像，就可以对相机进方面，具有一定的劣势，其制作工序较为复杂，需对其进行定期的维护。图 2-1 单平面棋盘格(图片来自于百度)Fig.2-1 Single Plane Checkerboard

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图 2-3 室内三维检校场[53]Fig.2-3 Indoor 3D calibration field图 2-4 室外三维检校场[53]Fig.2-4 Outdoor 3D calibration field根据相机检校作业环境的不同，将相机检校场分为室内检校检校场可满足高精度检校需求，但造价较为昂贵，需要经常

【参考文献】