工业相机摄影测量图像补偿方法研究.PDF

２０１７年第５１卷Ｎｏ．５ ９９ 工业相机摄影测量图像补偿方法研究 １ １ １，２ １ １ 燕必希 ，马宗瑞 ，孙鹏 ，董明利 ，王君 １ ２ 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室；北京邮电大学 摘要：近景动态摄影测量中应用工业相机拍摄图像时，由于多种复杂因素会产生图像边缘灰度衰减的现象， 影响目标点识别和像点中心提取精度。通过研究一种针对广角全画幅工业相机的图像灰度补偿方法，以余弦辐射 体作为辐射模型，将图像质量劣化因素分为离轴辐射灰度衰减和未知因素灰度衰减并分别补偿。以扩展的误差函 数对未知因素灰度衰减模型进行近似，并通过数值方法求解模型参数，得到同图像灰度分布无关的补偿系数矩阵， 该方法成功补偿了工业相机的灰度衰减。试验表明，在３．２ｍ×２．５ｍ平面测量环境中，采用ＡＶＴＧＥ４９００工业相机 装配Ｎｉｋｏｎ３５毫米定焦镜头进行摄影测量，经补偿后目标点的空间坐标的标准误差、平均误差和最大误差均有近１ 个数量级的降低，基本满足了该算法对于摄影测量系统精度的改善要求。 关键词：工业相机；摄影测量；灰度补偿 中图分类号：ＴＧ８０６；ＴＨ７４１；ＴＰ３９１　　　　　　文献标志码：Ａ ＧｒａｙｓｃａｌｅＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙＩｍａｇｅ ＹａｎＢｉｘｉ，ＭａＺｏｎｇｒｕｉ，ＳｕｎＰｅｎｇ，ＤｏｎｇＭｉｎｇｌｉ，ＷａｎｇＪｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｃｌｏｓｅｒａｎｇｅｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｍｅｔｈｏｄｂｙｕｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａ，ｍａｎｙｃｏｍｐｌｅｘｆａｃｔｏｒｓ ｗｉｌｌｅｘｅｒｔａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈａｔｉｍａｇｅｆｒｉｎｇｅｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔａｒｇｅｔｐｏｉｎｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｅｘ ｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｉｍａｇｅｐｏｉｎｔｃｅｎｔｅｒ．Ｇｒａｙｓｃａｌｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｉｄｅａｎｇｌｅｆｕｌｌｆｒａｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａｉｓｒｅ ｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｂａｓｅｄｏｎｃｏｓｉｎｅｒａｄｉａｔｏｒ，ｓｐｌｉｔｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｉｎｔｏｏｆｆａｘｉｓ ｒａｄｉａｔｉｏｎｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｂｙｕｎｋｎｏｗｎｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｕｓｉｎｇｅｘｔｅｎｄ Ｇａｕｓｓｅｒｒｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｇｒａｙｓｃａｌｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｂｙｕｎｋｎｏｗｎｆａｃｔｏｒｓ，ａｎｄｓｏｌｖｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂｙｎｕ ｍｅｒｉｃａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｅｔｕｒｎｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍａｔｒｉｘｗｈｉｃｈｉｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｍａｇｅｇｒａｙｓｃａｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕ ｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｓｏｌｖｅｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ’ｓａｃ ｃｕｒａｃｙｗｈｉｃｈｃａｒｒｉｅｄＡＶＴＧＥ４９００ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａｆｉｔｗｉｔｈＮｉｋｏｎ３５ｍｍｆｏｃｕｓｆｉｘｅｄｓｃｅｎｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａ ｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｅｒｒｏｒ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒａｎｄｔｈｅｍａｘｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｃｏｏ