的位姿坐标都统一到物方坐标系下，便于计算， 减少了编程工作量，不再需要对两台相机解算的数据进行坐标变换处理。
[0036] (3)根据本发明相机标定方法编写的程序简单、易于操作、求解的精度较高，在图 像数据中识别物方标识点的像坐标时，快速、精确;迭代过程简单，整个标定过程不设及自 标定方法中由于二次曲线和二次曲面造成的多元非线性方程组。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明中测量装置的结构示意图；
[0038] 图2为本发明中测量装置和标定装置的位置关系示意图；
[0039] 图3为本发明中测量装置的激光中屯、轴线垂直于物方板的关系图。
[0040] 其中：1、底座;2、水平分度盘;3、支架;4、相机;5、激光测距仪;6、线激光发射器;7、 相机;8、数据线;9、计算机；10、Ξ角架；11、测量装置；12、点激光；13、第一物方板；14、第二 物方板;15、第Ξ物方板;16、物方标识点；17、导轨;18、滑动支架。
【具体实施方式】
[0041] 下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0042] 相机的标定，主要是标定相机在物方坐标系下的外方位元素和相机的内方位元 素。其中每台相机都有3个内方位元素和6个外方位元素，内方位元素包括像主点相对于影 像中屯、（即照片中屯、点）的位置xo、y〇W及镜头中屯、到影像面的焦距f (也称主距）。外方位元 素包括3个用于描述镜头中屯、相对于物方坐标系位置的线元素 Xs，Ys，Zs和3个用于描述影像 面在摄影瞬间空中姿态的角元素护、ω、k。激光测距仪点激光中屯、在物方坐标系中的坐标为 (0,0,Zcj)。
[0043] 实施例1:
[0044] 如图1和图2所示，一种激光摄影测量系统，该激光摄影测量系统包括测量装置和 标定装置，其中，测量装置包括底座1、水平分度盘2、支架3、两台相机4和7、线激光发射器6、 激光测距仪5、数据线8、计算机9。其中，相机4和相机7对称安装在激光测距仪5两侧，Ξ者都 安装在支架3上，计算机9通过数据线8与支架3内的控制设备连接。测量系统还包括Ξ脚架 10，底座1通过Ξ脚架10上的螺纹锁紧件与Ξ脚架10连接固定。
[0045] 相机4、相机7、线激光发射器6和激光测距仪5均由计算机9通过数据线8来传输控 制命令，并将获得的图像数据传递到计算机9中，方便数据的存储、计算和分析。
[0046] 计算机9装有相机4、相机7、线激光发射器6和激光测距仪5的驱动及控制程序，负 责控制发射激光、相机转动和拍摄照片等。
[0047] 计算机9还装有实现相机标定方法的执行程序，通过读取图像数据解算得到相机 位置和姿态坐标(位置坐标也即相机的线元素、姿态坐标也即相机的角元素，简称位姿坐 标)。
[0048] 如图2所示，标定装置是一个物方模型，该物方模型包括Ξ个用于布置物方标识点 16的物方板，Ξ个物方板包括第一物方板13、第二物方板14和第Ξ个物方板15,第一物方板 13和第二物方板14底部设置有滑动支架18,通过滑动支架1則尋第一物方板13和第二物方板 14放置导轨17上，第Ξ物方板15与导轨17的一端固定在一起(第Ξ物方板也可通过滑动支 架设置在导轨上）。第一物方板13、第二物方板14和第Ξ物方板15上均布置有8个物方标识 点16，均匀布置在每个物方板四条边上。
[0049] 其中，第一物方板13的尺寸(长宽厚)为lOOmmXlOOmmXlOmm，第二物方板14的尺 寸为200mmX200mmX10mm，第Ξ物方板15的尺寸为300mmX300mmX10mm，Ξ个物方板前后 依次平行放置，物方板的中屯、W及测量装置11的激光中屯、均在同一条线上，因此测量装置 11正对着物方模型获取物方标识点16的图像时，在一张照片上便能够同时显示所有物方标 识点的图像。
[0050] 物方标识点16是直径5mm的圆形薄片，为了与背景色有明显的区别，将物方标识点 16表面涂成黑色。
[0051] 第一物方板13和第二物方板14通过与其相连接的滑动支架18可在导轨17上滑动， 从而可W调节Ξ个物方板之间的距离。
[0052] 所述的物方模型上，在第Ξ物方板15的中屯、建立物方坐标系，水平向右为X轴正方 向，竖直向上为Y轴正方向，垂直于第Ξ物方板15为Z轴，方向遵循右手定则。
[0053]本实施例中的激光摄影测量系统结构简单、方便操作、精度高，是进行相机标定方 法的基础，同时高精度的激光摄影测量系统也是后续进行激光摄影测量而获得高精度测量 结果的保证。
[0化4] 实施例2:
[0055] 在实施例1的基础上，本实施例详细说明利用实施例1所述的激光摄影测量系统进 行相机标定方法的过程。
[0056] 本实施例提供一种激光摄影测量系统的相机标定方法，首先得到在物方坐标系下 各物方标识点16的坐标，然后调整测量装置11，使两台相机正对物方模型拍照，得到24个物 方标识点16的图像数据。通过计算机9上实现相机标定方法的执行程序读出各物方标识点 16的像坐标，利用物方标识点16的物方坐标与像坐标的对应关系，由执行程序计算得到两 台相机和激光测距仪点激光中屯、在物方坐标系中的位姿坐标及内方位元素参数。具体标定 方法如下：
[0057] 步骤1:确定各物方标识点16在物方坐标系下的坐标值(Xci，Yci，Zci) (i = 1，2… 24);
[0058] 步骤2:将测量装置11通过螺纹锁紧件固定在Ξ脚架10上，然后将计算机9通过数 据线8与测量装置相连，启动计算机9上控制相机与激光测距仪点激光中屯、的驱动及控制程 序，通过控制程序调整测量系统位姿，使激光测距仪轴线水平；
[0059] 步骤3:调整物方模型的位置，使其正对着测量装置11，第一物方板13在最前面；
[0060] 步骤4:如图2、图3所示，调整测量装置11的位姿，使点激光12与物方模型的第一物 方板13垂直。具体步骤如下：
[0061] (1)通过计算机9上的控制程序，打开测量装置11的激光测距仪5，激光测距仪5发 射的点激光12，通过肉眼观察使点激光12近似垂直于物方模型的第一物方板13，点激光12 打在第一物方板13的化位置，如图3所示；
[00创 （2似0102线为基准位置，通过旋转支架3，使0102绕点激光中屯、01点逆时针转过目1 到OiA的位置，通过激光测距得到化A的长度La;
[0063] (3) W化化线为基准位置，通过旋转支架3,使化化绕测量装置中屯、化点顺时针转过 θι至化iB的位置，通过激光测距得到化B的长度Lb;
[0064] (4)比较La与Lb的大小，如果La〉Lb，转动水平支架3使〇2右移向B靠近;如果La<Lb，转 动水平支架使化左移向A靠近；
[0065] (5)如果La = Lb，则点激光12在水平方向垂直于第一物方板13;否则重复步骤(2)~ (4)，最终使点激光12与物方模型的第一物方板13在水平方向上垂直；
[0066] (6)保证点激光12在竖直方向上与第一物方板13垂直的方法同上述步骤，只需要 将方向改为在竖直方向上微调点激光12的位置。
[0067] 步骤5:通过计算机9上的控制程序，打开相机4和相机7，对物方模型拍照，通过程 序分别获取各个物方标识点16在像坐标系下的实际像坐标(xoi，yoi) (i = 1，2· · · 24);
[0068] 步骤6:给每台相机的9个参数赋初值，9个参数包括相机的线坐标(Xs，Ys，Zs)、角坐 标(r，w，K)、像主点相对于影像中屯、（即照片中屯、点）的位置x〇、y〇和焦距f，各参数初始化赋 值如下：
[0069] 口二w='A=.v(尸.!',)=0，30</.:? 120;