[发明专利]一种普通手机正直摄影测量管线井要素的方法

说明书

一、技术领域

该方法属于近景摄影测量中通过空间前方交会提取上下立体像对中同名像点的相对坐标，从中测算管井要素大小。

二、技术背景

近景摄影测量是通过摄影手段以确定(地形以外)目标的外形和运动状态的一个技术手段，在近景摄影测量中，根据已知内外方位元素的两张或两张以上像片，把待定的像点坐标视作观测值，基于共线条件方程，求解其物方空间坐标。

在我国，地下管线空间数据信息是规划设计、建筑施工、道路建设、城铁建设、地下空间管理，以及保障民生等建设管理的基础信息，故管线井信息的获取尤为重要，但由于地下管井作业环境恶劣，井内黑暗、潮湿、高度污染，不仅缺氧，还含有多种有害气体，威胁着井下探查作业人员的生命健康安全。因此，如何方便快捷高效安全的获取地下管井要素是一个迫在眉睫的问题。

三、发明内容

一种普通手机正直摄影测量管线井要素的方法，其特征在于：利用固定在同一竖杆上确定间距的两个手机U(在上)和D，下井同时进行拍摄，于初始方向拍摄第1组相片U₁和D₁，每次旋转30°，共获取12组立体像对；已知两个手机的内方位元素及像对外方位元素，以相机U的像方空间坐标系作基准相对坐标系，选择点系数投影直接进行前方交会求解同名点的空间相对坐标为：

点(X,Y,Z)的物方坐标为：

其中[X₁ Y₁ Z₁]^T＝R₁[x₁ y₁ -f₁]^T

[X₂ Y₂ Z₂]^T＝R₂[x₂ y₂ -f₂]^T

式中R为旋转矩阵，因为选择U的像方空间坐标系作为基准坐标系，故R₁为三阶单位矩阵，无旋转；R₂为D对U的相对旋转矩阵，已由标定时求出；为相机U的物方坐标；f为焦距。

本发明具有以下优点：

(1)测量管井要素时，为了避免人力下井测量的危险，不用人下井，只用将仪器下放到井内；

(2)利用用竖直方向上固定的两个手机拍摄的两张像片构成一组立体像对，在已知两张像片内方位元素的情况下，选取同名点，解算出各个点的坐标，从而解算出管井内的各要素。

四、附图说明

下面结合附图对本方法进一步说明。

图1(a)是一对像片的框标坐标系；(b)是两个像片的相对位置

五、具体实施方式

(1)利用固定在同一竖杆上确定间距的两个手机U(在上)和D，下井同时进行拍摄，于初始方向拍摄第1组相片U₁和D₁；

(2)每次旋转30°，共获取12组立体像对；

(3)已知两个手机的内方位元素及像对外方位元素，以相机U的像方空间坐标系作基准相对坐标系，选择点系数投影直接进行前方交会求解同名点的空间相对坐标；

(4)得到特征点的坐标之后，计算管井内各要素的距离及面积。