07立体观察与像点坐标量测

第四章双像立体测图基础与立体测图主要内容一、立体视觉原理二、像对的立体观察§4.1立体视觉原理人眼基本构造视网膜上大约有108个杆状细胞，直径2mm；6.5×106个锥状细胞，直径2~8mm人眼感知过程来自物体的光刺激视网膜的杆状和锥状细胞（物理过程）使其感光（生理过程），通过视神经纤维传至后大脑视觉中心，经记忆加入已有的概念与经验（心理过程），从而形成感知§4.1立体视觉原理人眼分辨力单眼能够判别最小物体的能力称单眼分辨力用单眼所能观察出两点间的最小距离称第一分辨力用单眼所能观察出两平行线间的最小距离称第二分辨力0254170035.0第二分辨力＝第一分辨力双眼观察精度比单眼提高倍2§4.1立体视觉原理人眼立体视觉baab＝生理视差人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立体视觉§4.1立体视觉原理人眼的观察能力rr22r2rrrσdddd2)2tan(fbLrbLLLbLbLb交会角r眼基线br视距L生理视差σ眼主距fr当人眼观察50m处景物时，设双眼观察的分辨力为30〞，人眼基线长65mm,人眼主距17mm,则dL=5.6m人眼分辨远近物点的极限距离m4502076923065minmaxrbL＝§4.1立体视觉原理人造立体视觉的产生PP’aba’b’AB左眼右眼§4.1立体视觉原理立体像对分像条件两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行两像片的比例尺应相近（差别15％）人造立体观察的条件§4.1立体视觉原理立体效应P1S1S2b1a1b2a2BAP2正立体BP2P1S1S2b2a2b1a1A反立体S1a1P1P2S2b1b2a2BA反立体立体模型与实物相似立体模型与实物相反(正立体效应基础上左右像片旋转180°)零立体：起伏的视模型变平(正立体效应基础上左右像片旋转90°)像对的立体观察方法§4.2像对的立体观察立体镜观察桥式立体镜在一个桥架上安置两个相同的简单透镜透镜光轴平行，间距约为眼基距，高度等于透镜主距像对的立体观察方法§4.2像对的立体观察立体镜观察反光立体镜扩大眼基距，可对大像幅进行立体观察叠映影像立体观察互补色法在投影器中插入互补色滤光片（品红色、蓝绿色）观测者双眼分别带上同色镜片§4.2像对的立体观察像对的立体观察方法像对的立体观察方法叠映影像立体观察光闸法在两投影光路中各安装一光闸（一个打开、一个关闭）观测者双眼分别带上与投影器光闸同步的光闸眼镜光闸起闭频率10Hz§4.2像对的立体观察叠映影像立体观察偏振光法在两投影光路中安装两块偏振平面互成90°的起偏镜观测者带上一副检偏镜镜片与起偏镜相同左右偏振平面相互垂直§4.2像对的立体观察像对的立体观察方法双目镜观测光路的立体观察通过双筒望远镜观察每个望远镜像面有一固定的测标像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可一张像片相对于另一张像片移动可以分别对左右像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放大倍率可调节§4.2像对的立体观察像对的立体观察方法§4.3像点坐标获取立体量测原理aA’A”a’AS1S2§4.3像点坐标获取立体量测原理左右像片同名像点的坐标量测值为(xa,ya)，(xa’,ya’)左右视差p＝xa–xa’上下视差q=ya–ya’§4.3像点坐标获取Steko1818型立体坐标量测仪X手轮x读数鼓Y手轮上下视差环左右视差手轮上下视差（q）读数鼓左右视差（p）读数鼓立体坐标量测步骤仪器归零：各个手轮应放在零读数(x0，y0，p0，q0)位置上，左、右测标分别对准左、右像片盘的中心即仪器坐标系与像片坐标系重合像片定向：移动X手轮，单眼观察测标的移动看是否沿像片上的x轴向运动，若测标不在x轴向上，则需要用螺旋旋转像片，使测标保持在x轴上移动像点量测：移动X，Y，p，q手轮，使测标立体切准量测像点，并记下相应读数鼓上的读数x，y，p，q坐标计算：xa=x-x0,ya=y-y0;xa’=xa-(p-p0),ya’=ya-(q-q0)§4.3像点坐标获取PSK-2精密立体坐标量测仪§4.3像点坐标获取BC2解析测图仪§4.3像点坐标获取数字摄影测量工作站§4.3像点坐标获取光学框标机械框标解析内定向•利用平面相似变换，将像片架坐标变换为以像主点为原点的像平面坐标xy正形变换仿射变换yaxabyyaxaax120210ybxbbyyaxaax210210双线性变换xybybxbbyxyayaxaax32103210x’y’解析内定向计算过程1、获取框标点的理论坐标2、选用合适的变换模型3、建立误差方程lAxv＝4、建立法方程并解算)()＝(T1TlAAAx5、由变换参数计算像点坐标像点坐标计算正形变换仿射变换yaxabyyaxaax120210ybxbbyyaxaax210210双线性变换xybybxbbyxyayaxaax32103210xyx’y’像片系统误差源摄影机的系统误差底片变形航摄飞机带来的系统误差大气折光误差地球曲率的影响摄影处理与底片复制中的系统误差观测系统误差像片系统误差预改正（摄影材料变形）•四个框标位于像片的四个角隅时可用仿射变换•四个框标位于像片的中央时可用比例缩放ybxbbyyaxaax210210yyxxlLxylLxxLx,Ly为框标距的理论值lx,ly为框标距的量测值x’,y’为像点坐标的量测值x,y为像点坐标的改正值像片系统误差预改正（摄影机物镜畸变差）•摄影机鉴定时提供物镜畸变差参数•摄影机鉴定时提供各向径物镜畸变差值)()(4221042210rkrkkyyrkrkkxxyrryxrrxrrrrrrrrr122112)()(k0、k1、k2、k3为物镜畸变差改正系数r为畸变差像片系统误差预改正（大气折光差改正）•大气折光引起像点在径向的变形rrydyrrxdxfrnnnnrrfrfrHHff002)(其中，saAa’•大气折光引起像点在坐标向的变形r为像点误差改正数r为向径rf为折光差角像片系统误差预改正（地球曲率）•地球曲率引起像点在径向的变形ryyrxx322rRfH•地球曲率引起像点在坐标向的变形r为像点误差改正数r为向径R为地球曲率半径像片系统误差预改正•内定向并经系统误差预改正后的像点坐标ydyyyyxdxxxx内定向镜头畸变大气折光地球曲率参考书1、金为铣，杨先宏等编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社2、李德仁，郑肇葆编著，《解析摄影测量学》，测绘出版社本讲参考资料教材张剑清，潘励，王树根编著，《摄影测量学》，武汉大学出版社