01

相機(jī)成像原理

要理解空中三角測(cè)量，就要先知道相機(jī)成像原理，下面這張圖讓你一看就懂：

其中，P為物方點(diǎn)，O為成像中心，P’為成像點(diǎn)。

共線條件方程：物方點(diǎn)、相機(jī)成像中心、像方點(diǎn)三點(diǎn)共線

02

空中三角測(cè)量

定義：

空三是空中三角測(cè)量的簡(jiǎn)稱。相機(jī)輸出成像時(shí)的位置和姿態(tài)都是有誤差的，空三是以重投影殘差最小化為目標(biāo)重新求解相機(jī)成像時(shí)的位置和姿態(tài)。

空三的作用：

?空三是建模的基礎(chǔ)，是攝影測(cè)量核心算法之一

?好的空三成果是建好二三維模型的基礎(chǔ)

03

空中三角測(cè)量步驟

第一步：找出每張像片有特征的點(diǎn)——特征點(diǎn)提取

?像片中顏色或紋理變化劇烈的點(diǎn)稱之為特征點(diǎn)

?一般用像素值本身及其周圍像素關(guān)系來(lái)描述特征點(diǎn)

第二步：將不同像片中相同的特征點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)——特征點(diǎn)匹配

?將不同照片特征信息一致的特征點(diǎn)關(guān)聯(lián)

?需保證同一特征點(diǎn)能被不同像片拍到（有重疊度）

?提取算法需能在不同亮度、不同尺度、不同角度等情況下，都能關(guān)聯(lián)特征點(diǎn)

?匹配的特征點(diǎn)數(shù)量會(huì)低于第一步提取的特征點(diǎn)數(shù)量

第三步：根據(jù)匹配結(jié)果調(diào)整相機(jī)位置姿態(tài)——區(qū)域網(wǎng)平差

?根據(jù)初始帶誤差的相機(jī)位置和姿態(tài)，匹配的特征點(diǎn)空間中不能相交

?平差就是通過(guò)調(diào)整相機(jī)內(nèi)參、成像時(shí)位置和姿態(tài)，讓特征點(diǎn)在三維空間中相交的誤差最小

?調(diào)整時(shí)會(huì)以初始位置和姿態(tài)做參考，在設(shè)定的范圍內(nèi)做調(diào)整（大疆智圖中的初始POS精度）

?特征點(diǎn)被越多的照片觀測(cè)到，參考信息越多，平差可靠性就會(huì)越強(qiáng)

04

空三輸出成果——相機(jī)內(nèi)參

描述相機(jī)成像內(nèi)部的參數(shù)相機(jī)內(nèi)參，一般有9個(gè)參數(shù)：

1. 焦距（2個(gè)）：fx,fy （以像素為單位，一般fx≈fy）

2. 像主點(diǎn)偏移量（2個(gè)）：cx、cy （以像素為單位）

3. 畸變參數(shù)（一般為5個(gè)）：k1、k2、p1、p2、k3

描述拍照時(shí)刻相機(jī)的位置和姿態(tài)的參數(shù)稱之為相機(jī)外參，共6個(gè)參數(shù)，每張照片的外參數(shù)都不一樣：

1. 相機(jī)成像時(shí)刻位置（X、Y、Z）

2. 相機(jī)成像時(shí)刻姿態(tài)（Omega、Phi、Kappa）