球面全景影像相对定向与精度验证

• 作者: 吴俣 孙振兴 符晗 谢东海 钟若飞 黄小川
• 来源期刊: 测绘学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 球面全景影像 相对定向 核线 本质矩阵 奇异值分解
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 所属期刊栏目: 摄影测量学与遥感
• 页码范围: 1822-1829
• 页数: 8页
• 分类号: P237
• 字数: 4891字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20160645

摘要

对传统的5点法相对定向算法的共面误差计算方法进行改进,提出了一种适合球面全景成像特点的相对定向计算流程.与传统方法相同,该算法首先计算本质矩阵,然后对本质矩阵进行奇异值分解得到旋转矩阵和平移矢量的候选解,最后利用重建的物方三维点坐标排除错误解.本文的贡献在于推导了球面全景共面条件公式,并使用点到核线平面的球面距离作为球面全景共面条件的误差项.模拟数据试验显示:当图像特征点的随机噪声在[-0.5,0.5]像素范围内时,3个姿态角的中误差约为0.1°,由相对定向恢复的相对平移量与模拟值的夹角中误差约为1.5°.使用车载全景相机配合POS获取的数据进行试验的结果显示:横滚角和俯仰角的中误差可以达到0.2°以内,航向角的中误差可以达到0.4°以内,由相对定向恢复的相对平移量与POS平移量的夹角中误差可以达到2°以内.采用本文相对定向算法的结果生成球面全景核线影像,提取影像之间同名点坐标并计算其列方向误差,结果显示核线影像同名点列坐标差的中误差在1个像素以内.