[发明专利]一种集成式图像采集设备竖直方向水平位置检校方法

说明书

本发明提出了一种集成式图像采集设备竖直方向水平位置检校方法，包括室内检校场布设，镜头内参标定，测定图像采集设备竖直方向近似水平位置，包括利用图像采集设备先后拍摄两块坐标网格板，计算主光轴近似方向与水平方向的夹角，确定图像采集设备竖直方向近似水平位置；精确测定图像采集设备水平位置参数，包括起始方向控制点图像采集及参数计算，以及多方向控制点图像采集及参数计算；在各方向计算出的夹角值较差小于设定阈值的情况下，求取平均值设定云台竖直照准部方向的水平方向零位。本发明技术方案适用于各类集成的图像采集设备的竖直方向水平位置的检校，特别适合应用于高精度摄影测量任务中集成式图像采集系统的检校。

技术领域

本发明属于数字摄影测量领域，尤其涉及集成式图像采集设备的竖直方向水平位置检校方法。

背景技术

集成式图像采集设备通常用于建筑物外观图像采集，一般情况下目标物表面面积较大，拍摄图像覆盖整个表面需要架设多个拍摄站点。由于集成式图像采集设备不具有测量功能，因此，为了统一多个拍摄站点的坐标系，对拍摄站点及拍摄姿态的规划需要利用全站仪进行。

利用全站仪布设各控制点后，再在各控制点上假设集成式图像采集设备。为使拍摄的图像分辨率能够满足工程检测需求，采集的图像需要满足一定的重叠度要求以及分辨率要求，所以必须按照规划设计过程中计算好的角度控制图像采集设备。

由于全站仪在小区域范围内测量的基准面是水平面，因此集成式图像采集设备也需要在水平状态下进行拍摄。采集设备的水平状态可以通过加装高精度整平基座完成，这样便可以利用数控云台水平方向的旋转实现图像采集设备的水平角度测量，但竖直角度测量还需要首先获取竖直方向上摄影设备主光轴的精确水平位置，才能实现竖直角度的测量，即需要完成集成式图像采集设备的竖直方向水平位置检校。

相对于专业摄影测量设备，集成式图像采集设备检校方法的难点及存在的问题主要在于：

(1)没有专门为集成式图像采集设备设计的室内检校场，无法对图像采集设备各项参数进行精确检校；

(2)集成式图像采集设备不具备专业测量仪器的测量功能，但在使用过程中需要实现角度测量。水平方向的角度控制可在自动摄影定向方式基础上完成，但竖直方向由于设备采用集成方式搭建，摄影设备和数控云台之间通过连接件固定后，云台默认的初始位置并不是摄影设备在竖直方向上的水平位置，因此需要对摄影设备竖直方向水平位置参数进行精确检校，使设备具备竖直角度测量功能。

(3)目前使用的检校方式主要是利用图像采集设备拍摄两根水准尺，通过读取图像中心对应的水准尺读数，并利用两根水准尺读数刻线的高差，以及两水准尺间水平距离，计算竖直方向水平位置参数。但该方法受限于图像中心对应水准尺读数过程为估读，并且估读精度较低；另外，摄影设备与两个水准尺无法保证位于同一直线。因此，最终计算得到的竖直方向上的水平位置参数精度无法保证。

发明内容

本发明提出了一种针对集成式图像采集设备竖直方向水平位置的检校方法，以解决上述背景技术中存在的难点及问题，检校参数可用于精确设定集成式图像采集设备竖直方向水平零位。

本发明的技术方案提供一种集成式图像采集设备竖直方向水平位置检校方法，所述集成式图像采集设备由高分辨率摄影设备、高精度数控云台、高精度整平基座、摄影设备与云台间连接件及三脚架组成，包括以下步骤，

步骤1，室内检校场布设，包括指定室内检校场面积、二维标定板布设、坐标网格板布设，以及三维控制点的布设；

步骤2，镜头内参标定，包括用广角镜头替换长焦镜头，锁定调焦环，及利用二维标定板完成镜头的内参标定，用于对后续拍摄图像进行畸变纠正，及提供摄影机内方位元素；