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非量测型彩色数码相机测量精度研究

作　者: 陈新
导　师: 李宗春
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 数字工业摄影测量相机标定稳定性有限元法色差图像压缩
分类号: TB852.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 69次
引　用: 1次
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内容摘要

数字工业摄影测量是利用数码相机拍摄的数字图像进行测量的高精度三维坐标测量技术,工业摄影测量传感器——数码相机的测量精度对总体精度起着至关重要的作用。论文从非量测型彩色数码相机构造出发,对其误差影响因素及残差标定方法作了深入系统的研究,为有效提高该类数码相机的测量精度提出了合理的、建设性的意见,主要内容包括:详细分析了工业数字摄影测量的特点,介绍了国内外工业数字摄影测量系统的发展动态以及数码相机在其中的重要作用;针对量测型数码相机价格昂贵的现状,提出了深入挖掘非量测型彩色数码相机测量精度以打造高性价比测量系统的思路。研究了数码相机的有限元网格标定法,并比较了经典10参数法、有限元网格法和10参数加有限元组合法的精度,提出了10参数加有限元的数码相机组合标定方法,理论分析及试验验证了新方法的精度更高。介绍了数码相机构造及影响数码相机稳定性的因素,独立提出了CCD/CMOS平面与主光轴夹角的计算方法,为主光轴的精密调整提供了一种可行方法。介绍了CCD/CMOS的成像机理,研究了色差对摄影测量精度的影响,理论分析及试验证明使用单色信息可提高摄影测量精度。分析了多种数码相机照片存储格式,试验表明不同存储格式的照片对摄影测量精度产生影响。提出了一种游程长度编码与赫夫曼编码相结合的图像无损压缩算法,将V-STARS系统的GSI格式图片还原为bmp格式图片,再经过游程长度编码与赫夫曼编码的联合压缩算法压缩,压缩比例高达30:1,为提高照片的实时传输效率创造了条件。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章绪论  8-15
  1.1 引言  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 系统分类  9-11
    1.2.2 相机分类  11-12
  1.3 相机对工业摄影测量精度的影响  12-13
  1.4 相机标定历史  13-14
  1.5 论文主要研究内容  14-15
第二章相机标定方法研究  15-25
  2.1 参数模型  16-20
    2.1.1 一般多项式法  16
    2.1.2 附加参数法  16-17
    2.1.3 试验  17-20
  2.2 有限元法概述  20-23
    2.2.1 基于有限元法的相机标定  20-23
  2.3 混合模型  23
  2.4 试验  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章相机稳定性研究  25-38
  3.1 相机构造  25-26
  3.2 相机稳定性研究  26-36
    3.2.1 像主点离散程度研究  27-29
    3.2.2 畸变参数离散研究  29-31
    3.2.3 主光轴与CCD/CMOS 平面夹角近似计算方法  31-36
  3.3 本章小结  36-38
第四章彩色成像对测量精度的影响  38-54
  4.1 CCD、CMOS 的彩色成像机理  38-42
    4.1.1 CCD、CMOS 结构  38-39
    4.1.2 CCD 与CMOS 的比较  39-40
    4.1.3 CCD/CMOS 彩色成像方式  40-42
  4.2 彩色插值算法  42-44
    4.2.1 最邻近内插  42
    4.2.2 双线性内插  42-43
    4.2.3 梯度插值  43-44
    4.2.4 高质量线性插值  44
  4.3 彩色成像对摄影测量精度的影响分析  44-47
    4.3.1 不同类型相机镜头比对  44-47
  4.4 色差  47-48
  4.5 影像存储格式概述  48-50
    4.5.1 彩色成像的相关参数  48-49
    4.5.2 影像存储格式的精度影响  49-50
  4.6 试验  50-53
  4.7 本章小结  53-54
第五章图像压缩算法  54-59
  5.1 图像压缩编码方法分类  54-55
  5.2 工业摄影测量中的图像压缩问题  55-58
    5.2.1 工业摄影测量中的图像压缩要求  55-56
    5.2.2 工业摄影测量中的图像压缩方法  56-58
  5.3 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 主要研究工作  59
  6.2 论文的创新点  59-60
  6.3 需进一步研究的问题  60-61
参考文献  61-63
攻读硕士学位期间完成的主要工作  63-64
致谢  64

非量测型彩色数码相机测量精度研究

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