不同畸變模型在航攝相機校準中的適用性研究

黃留波

（廣西水利電力勘測設計研究院，南寧 530023）

不同畸變模型在航攝相機校準中的適用性研究

黃留波

（廣西水利電力勘測設計研究院，南寧 530023）

分析了航攝相機光學畸變原理及主要誤差源，分別利用10參數模型、一般多項式模型和有限元模型在航攝相機校準中的適用性進行了實驗比較，結果表明10參數模型和多項式模型校準精度優于1 μm，優于有限元模型。

10參數模型；多項式模型；有限元模型；光學畸變

0 引言

航攝相機光學系統在設計、制作和裝配過程中，存在像差、角放大率的變化、有效光闌位置的變化、光瞳中心與主點不重合以及各透鏡的偏心等問題，破壞了系統的消畸變性和對稱性，形成了攝影物鏡的畸變。相機畸變導致物點、鏡頭中心以及像點不再滿足共線條件，測量必然出現誤差[1]。為了更好地進行攝影測量型相機校準，目前針對相機畸變模型[2]的研究越來越多。馮其強等人[3]針對數字工業測量相機檢校問題，提出在10參數相機畸變模型基礎上加入有限元模型二次檢校，通過對INCA3測量相機和Cannon EOS 5D Mark 2非測量型相機比較試驗發現測量型相機精度改善很大，非測量型相機效果不明顯；丁昊等人[4]提出了一種無需控制場，僅采用影像線特征進行非量測相機畸變測定方法，并進行了可行性分析論證；程效軍等人[5]通過分析數字相機的結構和誤差來源，提出一種針對數字相機畸變差檢測的嚴密數學模型，并運用序貫方法解算該模型；馮文灝等人[6]提出并論證了基于二維直線線性變換的畸變校正方法，發現該方法特別適用于各類固態相機（CCD，CID，PSD）的畸變模型建立。……