攝影測量相機檢校系統的發展綜述與展望

韓東明 薛凝

摘 要：相機檢校是使用非量測相機的攝影測量工作中必要步驟，為后續數據處理提供精度基礎;本文介紹了常用的相機檢校理論，以及常用的幾個方法進行總結并且對未來相機檢校的發展方向進行了展望。

關鍵詞：檢校系統;發展

攝影測量工作中，檢校出精確的相機參數是保證后續測量工作的精度基礎[1-3];相機檢校是獲取影像的空間三維坐標與像素坐標，利用帶有相機畸變的方程式，獲取相機的畸變參數。相機畸變主要包括兩種：徑向畸變和切向畸變。使像點產生徑向位置的偏差。徑向畸變，像點產生徑向位置的偏差。徑向畸變又分為正向畸變和負向畸變，正向畸變稱為枕形畸變，負向畸變稱為桶形畸變;切向畸變：產生的原因透鏡不完全平行于圖像平面，這種現象發生于成像儀被粘貼在攝像機的時候[4-5]。

相機檢校主要包括以下幾方面的內容：通過一定的測量手段測量相機鏡頭的主點像素坐標與主距的位置;包括徑向畸變系數、切向畸變系數以及偏心常數的確定;

目前相機檢校的主要方法包括以下幾種

1通過現實測量物體的幾何特征進行檢校

即利用物體具體的幾何特征進行檢校， 其主要方法是獲取現實中具有一定幾何特征的物體影像，比如：多個矩形特征、線型特征如鉛垂線、建筑物直線、平面同心圓。利用這些物體的幾何特征解算出相應的其空間三維坐標，再拍照提取其像素坐標，這樣即可解算出相機的相機參數;以鉛垂線為例：在不存在相機畸變的情況下，現實中的一條直線在照片中應該也是一條直線;但是由于相機畸變的原因，因此現實中的直線在影像中不是一條直線，其變化應該包含所有的畸變[6-7]。這類方法有很多優點，容易就地取材，不需要高精尖復雜昂貴的設備。對于大城市，各種直線元素可以輕易獲取[8-9]。

2建立三維的相機檢校場進行檢校;

檢校場檢校，即是利用一定的室內開闊的空間，建立一定的測量標志，并且用全站儀測出這些標志的坐標。在獲得這些標志坐標的前提下，可以用相機對檢校場進行拍攝，然后提取標志在影像上的像素坐標，在獲取這些已知數據的情況下，利用相機檢校模型檢校出相機參數[10-13]。

3利用電腦顯示器屏幕進行檢校[14-19];

電腦顯示器是比較廉價也是比較方便的一種相機檢校方法，精度也比較高。其核心原理即是通過圖像處理的方式，預設一定的坐標格網的顯示參數，然后顯示坐標格網，顯示后的坐標格網被相機采集后，通過之前坐標格網的顯示參數可以獲取坐標格網點的三維坐標，然后通過圖像處理的算法提坐相片中的坐標格網點的像素坐標，這樣能過相機檢校模型就可以檢校出相機參數。

4基于恒星位置進行檢校

恒星在太空中的位置是準確已知的，并且可以重復記錄、可以用照相機對準星空拍攝，然后利用坐標儀量出恒星的坐標，解算相機的內參數。

未來相機檢校的發展趨勢：

4.1未來相機檢校將會向簡便、智能化發展，更多的依靠圖像處理與顯示工具來模擬顯示實物，這使得

相機檢校沒必要非得借助于檢校場;

4.2未來對于相機檢校數據處理的過程將會更加智能化、時間更短，人工參與的步驟越來越少，并且隨著航測相機分辨率的增高，處據處理的難度也越來越低;

4.3未來航測相機的檢校，能使得多個不同相機檢校后的兼容性大增強，同一項目配套自己的相機參數，使得不同相機的對同一項目的不同部分觀測結果，可以兼容拼接。

4.4未來相機檢校可以檢校的檢校功能可以針對不同類型的工程進行針對性的檢校，比如對于某些工程的檢校，相機的徑向畸變差更重要，相機檢校系統會針對性的顯示出坐標格網，然后對相機進行檢校，著重何障檢測出的相機徑向畸變的結果，必定會對保障項目結果的順利進行起到積極作用。

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