>[0070] Xs = ( Σ Xci) /24，Ys = ( Σ Yci) /24，Zs = ( Σ Zci) /24;
[0071] 步骤7:根据公式(1)，利用相机角坐标元素值界、*、1〇确定旋转矩阵R中各元素的值：
[0072]
[0073] 步骤8:利用基于空间后方交会原理编写的程序计算得到理想情况下物方标识点 在相机的像坐标系下的理论像坐标，根据公式(2)计算各物方标识点(Χι，Υι，Ζι)在像坐标系 下的理论像坐标(xi，yi)(i = l，2···24)，
[0076] 步骤9:然后根据旋转矩阵R、各物方标识点的理论像坐标(Χι，γι)α = 1，2···24^Ρ 实际像坐标(x()l，y()l)(i = l，2…24)按照最小二乘法计算误差方程式系数矩阵Al(i = l，2… 24);
[0077] 步骤10:利用物方标识点像坐标的实际值(xoi，y日i)减去理论像坐标值(xi，y i)构成 误差矩阵以。=1，2-'24):
[007引 [lx, ；Ly]T= [x0i-Xi，y0i-yi]T;
[0079] 步骤11:根据各物方标识点系数矩阵Αια = 1，2···24)和误差矩阵^α = 1，2···24) 分别构造成两个大矩阵4和1^:4=[41 Α2 ...... A24]T，L=[Li L2 ...... L24]T;
[0080] 步骤 12:构造法方程，X=(aTa)-iATl=[A^ ΔΚ Δ& Aw ΔκΔ/細ο Δ础，求解法方 程便可从公式右端得到相机各参数的修正量；
[0081 ] 步骤13:判断Ξ个角坐标作，W，Κ)对应的修正量(Δ口，Δ W，Δ Κ)是否都小于规定的 阔值A，如果满足条件则计算结束;如果不满足条件，通过解算出来的9个相机参数的修正 量修改相机参数值，然后重复步骤7~12;如果迭代解算次数超过20次仍然不满足条件，说 明硬件摄影测量系统有问题。
[0082] 步骤14:两台相机都按照上述步骤进行解算，不同之处在于物方标识点的像坐标 分别取自两台相机各自拍到的图像数据，最终解算得到两台相机的9个参数。由于激光测距 仪点激光中屯、位于两台相机的对称中屯、，因此其线坐标为两台相机线坐标的平均值。
[0083] 实际在拍摄照片进行相机参数解算时，为了避免随机误差，每个相机拍摄3~5张 照片，并解算每张照片的数据，通过分析数据，剔除偏差较大的数据，对剩下的几组数据取 平均值得到相机的9个参数。
[0084] 本发明在实施过程中借鉴了现有技术，限于篇幅，未对现有技术部分进行详细描 述;凡是本发明未提及的技术部分，均可W采用现有技术实现。
[0085] W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可W有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种激光摄影测量系统，包括测量装置，其特征在于，所述测量装置包括底座、支架 及计算机;所述支架设置在底座上，在支架上设置有相机、激光测距仪和线激光发射器，激 光测距仪与线激光发射器位于同一垂线上，在激光测距仪的两侧对称设置两台所述的相 机，所述计算机分别与相机、激光测距仪、线激光发射器电连接。2. 如权利要求1所述的激光摄影测量系统，其特征在于，所述支架的底部设置有水平分 度盘。3. 如权利要求1所述的激光摄影测量系统，其特征在于，所述激光摄影测量系统还包括 标定装置，所述标定装置包括物方标识点和三个物方板，三个物方板的外形均为正方形，三 个物方板前后依次同轴平行设置且三个物方板的边长依次增大，在每个物方板上设置八个 所述的物方标识点，八个物方标识点按如下方式分布:在每条边的中点设置一个物方标识 点，在相邻两条边的交点设置一个物方标识点。4. 如权利要求3所述的激光摄影测量系统，其特征在于，所述三个物方板的尺寸分别 为：100mm X 100mm X 10mm，200mm X 200mm X 10mm，300mm X 300mm X 1 Omnin5. 如权利要求3所述的激光摄影测量系统，其特征在于，所述物方标识点采用直径5mm 的圆形薄片。6. 如权利要求3所述的激光摄影测量系统，其特征在于，所述标定装置还包括导轨，三 个物方板通过滑动支架设置在导轨上。7. -种如权利要求1-6任一项所述的激光摄影测量系统的相机标定方法，包括以下步 骤， (1) 将测量装置放置在标定装置的正前方，建立物方坐标系，并记录各物方标识点在物 方坐标系下的物方坐标(Xc^Ycd,Zed)(i = l，2···24); (2) 通过计算机控制相机对三个物方板拍照，得到物方标识点的图像数据，通过计算机 内部执行程序识别出图像数据中物方标识点在相机的像坐标系下的实际像坐标(XQ 1J01) (i = l,2···24); (3) 对每台相机的9个相机参数赋初值，9个相机参数包括相机的线坐标(XS，YS，ZS)、角 坐标0，W，4、:像主点相对于影像中心的位置XtKyo和焦距f，各参数初始化赋值如下：利用相机角坐标?，W，A·)的初始值确定旋转矩阵R:(4) 根据公式(2)计算各物方标识点(X1, Y130(1 = 1,2-44)在像坐标系下的理论像坐 标(xi，yi)(i = l，2···24)，然后根据旋转矩阵R、理论像坐标(Xi，yi) (i = I，2…24)和实际像坐标(xoi，y〇i) (i = I， 2···24)按照最小二乘法计算得到误差方程式系数矩阵仏（1 = 1，2 - 24)，并利用物方标识点 的实际像坐标(xoi，y〇i) (i = 1，2…24)减去理论像坐标值(Xi，yi) (i = 1，2··· 24)构成误差矩 阵 Li(i = l，2."24): Li=[lx，ly] =[XOi_Xi，y〇i_yi]; (5) 根据各物方标识点的误差方程式系数矩阵A1Q = I, 2···24)和误差矩阵L1Q = I, 2··· 24)分别构造两大矩阵A和L = A=U1 A2……L2……L24]T; 然后构造法方程，(6) 求解法方程（3)便可从公式右端得到各相机参数的修正量，判断三个角坐标(… w.，功对应的修正量(?, Aw，Aa:).是否都小于规定的阈值Δ，若满足条件则计算结束;若 不满足条件，通过解算出来的9个相机参数的修正量修改相机参数值，然后重复步骤(3)~ (6);若迭代解算次数超过20次仍然不满足条件，则说明硬件摄影测量系统有问题。8.如权利要求7所述的相机标定方法，其特征在于，步骤（1)中，在物方板的中心建立物 方坐标系XYZ，其中水平向右为X轴正方向，竖直向上为Y轴正方向，垂直于物方板为Z轴。
【专利摘要】本发明涉及一种激光摄影测量系统及相机标定方法，包括测量装置和标定装置，测量装置包括底座、支架及计算机；所述支架转动设置在底座上，在支架上设置有相机、激光测距仪和线激光发射器，激光测距仪与线激光发射器位于同一垂线上，在激光测距仪的两侧对称设置两台所述的相机，所述计算机分别与相机、激光测距仪、线激光发射器电连接；标定装置包括三个物方板和均布设置的物方标识点。通过测量装置和标定装置，利物方板和物方标识点，通过相机拍照以及后续编写的相应程序，可以有效实现测量系统相机的精确标定，且该相机标定方法步骤简单，易于操作，为后续的激光摄影测量提供了可靠的基础。
【IPC分类】G01C25/00, G01C11/02
【公开号】CN105486289
【申请号】CN201610065915
【发明人】李学艺, 吕永刚, 曾庆良, 张鑫, 钟佩思, 王宁宁, 赵丹丹, 张庆雪
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月31日