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如何保证免像控高精度?检校准确的相机参数是前提

来源:三维前沿    查看次数:    发表时间:2020-05-20 15:57:43
免像控情况下,保证无人机测绘高精度的前提是检校准确的相机参数。

使用准确的相机参数进行空三平差重要性
 
首先,使用准确的相机参数可以减少空三出错的概率,其次,在其他决定精度的因素都可以保证很准确的前提下,可以进行免像控处理。免像控处理平面精度约5CM,高程精度约10内,可以保证大部分点的高程精度在5CM。
 
影响航测精度因素
 
以上图为例,这张图我们其实可以这么理解,当没有地面控制点的时候,我们保证相机参数和POS的准确性,或者适当提高地面分辨率和重叠率,可以达到免像控效果。
 
那么,当我们完全不管控制点,通过大量的地面控制点(布设检校场)+准确的POS+适当的重叠率+合理的地面分辨率,是否就可以通过空三软件进行自检校,检校出准确的相机参数?
 
我们经过大量的实测,检校多台相机,通过多个软件进行对比,总结出一种可以自己进行相机检校的方法,检校出来的相机参数,在其他项目上可以复现,可以有效的控制免像控精度。
 
技术流程
 
外业部分:
 
找到一个0.2-0.4平方公里的测区,地面点有一定的高差,使用120-150米的飞行高度,选择合适的重叠率(80/70)进行摄影测量2D或井字航线(云台角度-90°)拍摄外业照片。如对相机参数设置不熟悉,尽量选择阴天,可以保证地面控制点拍摄不反光,尽可能准确的标记到控制点。
 
地面上根据测区实际条件,尽量在测区内呈棋盘状均匀的分布15-20颗控制点,控制点要清晰可见,中心点标识易于识别。控制点布置尽量均匀的分布在测区内,最外围的控制点,也尽量保证边缘至少还有一条航线外扩。
 
外业注意事项:我们希望准确的检校相机参数,那么就要把所有的设备和输出的坐标系,尽量统一在同一个坐标系内,比如地面RTK与无人机均使用千寻的8002端口,或同时使用千寻的8003端口。当地面RTK使用地方或省网CORS时,无人机也需要使用相应的CORS,使用PPK的情况同理。这样做是为了尽量避免使用不同的CORS或RTK系统带来的系统误差。
 
内业部分:
 
PIX4D、CC与PhotoScan都具有对相机的自检校功能,结合实际情况,PhotoScan是最适合拿来做自检校的,而且PhotoScan自带优化对齐功能,进行一次空三处理后,将POS的精度和地面控制点的精度权重提高,进行相机参数的反算。
 
1、导入照片  

相机参数校验
 
2、更改POS精度,设定控制点标记精度 

点开如图所示位置设置,可以更改POS精度,PhotoScan不能直接读取照片精度,可以根据Timestamp.MRK文件设定一个平均精度。
 
POS精度
 
3、照片对齐 

第一遍照片对齐是为了跑一个快速空三,可以很方便的标记控制点
 
照片对齐
 
4、导入控制点,标记控制点
 
在如图所示位置可以导入控制点,建议控制点直接使用BLH格式,经纬度格式为度十进制。
 
控制点
 
进行一次空三后即可使用标记过滤照片,可以很方便的匹配出控制点所在位置。
 
标记控制点
 
5、第二次照片对齐
 
标记好10-15张照片的控制点后,可以再次使用照片对齐,本次设置为高。
 
照片对齐
 
6、点击显示错误,会显示POS和控制点的误差
 
这个误差由于我们设定的POS精度和地面控制点精度都很高,即权重很高,根据现有的相机参数,计算出的误差理论误差有多大,不代表实际误差。
 

 
7、优化相机对齐,计算新的相机参数 

此时就可以使用PhotoScan自带的优化相机功能,去优化一组新的相机参数,由于我们把另外两项的权重调高了,因此,这个相机参数是基于实际的POS和地面控制点去反算出来的。
 
无人机测绘
 
根据我们需要的参数去选择优化项目
 
无人机测绘
 
优化好的项目在相机校准,更正值里面会有记录
 
无人机测绘
 
可以使用这组相机参数使用其他软件进行免像控精度验证。
 
注意事项
 
个别时候优化照片对齐后,显示错误位置的误差不能有效减小,这时,需要进一步提高POS的精度如设置为0.002/0.003,或者提高控制点的精度,去反算准确的相机参数。或者适当提高相片的标记数量。每次更改相关设置后,建议重新进行照片对齐,以计算新的相机参数。

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