大范文网 - 每天发现一点点
每天学习一点点!
  • 工作计划格式
  • 工作计划开头
  • 工作计划结尾
  • 工作计划怎么写
  • 总结与计划
  • 工作计划模板
  • 工作计划范文
  • 个人工作计划
  • 周工作计划
  • 年度工作计划
  • 年终工作计划
  • 半年工作计划
  • 季度工作计划
  • 月度工作计划
  • 试用期工作计划
  • 实习工作计划
  • 转正工作计划
  • 护理工作计划
  • 党建工作计划
  • 党支部
  • 团支部
  • 党风廉政建设
  • 年度工作计划
  • 业务员
  • 班主任
  • 学生会
  • 幼儿园
  • 教师工作计划
  • 医院工作计划
  • 健康教育
  • 销售工作计划
  • 会计工作计划
  • 当前位置:大范文网 > 工作计划 > 党支部 >

    摄影测量内业软件 平面模型实验的数字摄影测量方法研究

    分类:党支部 时间:2019-05-03 本文已影响

      摘要:测定模型变形是模型实验的关键,本文分析了传统测量方法的不足,探讨了模型变形测量的数字近景摄影测量二维直接线性方程法和数字微分纠正两种方法,给出了其实测方法和计算过程,开发了应用系统并应用于实际检验,获得了较好的效果。
      关键词:模型实验;位移场;数字摄影测量
      Abstract: The test on the deformation of a model is the key to the model experiments. This paper analyzes the deficiencies of the traditional measurement methods, explores the digital close-range photogrammetry 2D direct linear equation method and the digital differential rectification method of model deformation measurement, presenting the actural measurement and calculation process, develop application systems and makes it applied into practical test, obtaining good results.
      Key words: model experiments; displacement field; digital photogrammetry
      中图分类号:P231.2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
      
      1、引言
       相似材料模型实验是根据相似理论,将研究对象以一定比例缩小,用相似材料做成模型,在模型中模拟实际物体的移动和破坏情况,从而分析、预测研究对象可能发生的变化[1]。
      此种方法大量减少现场工作,避免直接对生产的影响,节省经费投入,缩短现场研究周期,达到不占用生产时间,获得直接经济效益的良好效果。作为一种试验研究手段,相似材料模型试验在我国煤炭、水利、建筑、测绘等行业的生产与科学研究中被广泛应用。相似材料模型试验关键是测定模型的位移场,一般用具有一定密度的标志点的位移来表征。传统的测量方法有透镜测量法、小钢尺观测法、格网位移观测法、位移计观测法等[2],这些方法工作量大、速度慢、精度低、对模型的要求高,大大限制了相似材料模型实验的应用。近年来,随着数字图像技术的发展,提出了模型的数字图像处理在位移场测量中的应用[3。4,5]。但是由于不同期次影像获取时周围环境、摄影机状态的不同,使多期影像间存在着系统误差,一般的数字图像处理技术很难消除这种系统误差,影响了位移场测量的精度。因此,本文对数字摄影测量技术在模型实验中的应用进行了研究。
      2、自动格网法模型位移场测量及其不足
       目前采用计算机图像图识别技术代替人工测量进行模型位移场测量,使用较多的是自动网格法。自动网格法通过在模型表面布置网格点,采集模型受力形变不同阶段的图像,用计算机自动测量各点位移。网格点制作简单,适应性强,使用方便,无接触测量,用来测量模型中各期间的位移,在一定程度上克服了传统测量方法的不足[3。5]。但是这种方法是在假设相机安置良好、不同阶段相机固定不动、且周围环境不变的情况下对所获取影像进行分析,并没考虑各阶段影像采集时视准轴与模型面不严格垂直所造成的影像倾斜而引起的变形、拍摄瞬间摄影装置的机械振动造成的视准轴方向不一致、重新安置仪器引起的相机主矩与测距变化,以及周围环境改变成像质量等因素的影响。这些因素所造成的系统误差,可严重影响分析结果的可靠性与准确性。
      3、数字摄影测量在模型位移场测量中的技术方法
       数字摄影测量基于严格的成像解析关系,充分考虑影像倾斜、测距变化、视准轴方向不一致等影响。针对相似材料模型的特点,对这些公式加以改进,并利用数字摄影测量成熟的特征提取、定位、影像匹配等数字图像处理方法,实现快捷、精确、可靠的位移场量测。以下为数字摄影测量中适合模型位移场量测的技术方法分析。
      3.1 基于中心投影成像关系的单像量测法
      3.1.1专业相机的共线方程法
       共线方程(1)是摄影测量中心投影构像的基本方程,它反映了物点(这里是标志点)和像点(这里是标志点的影像)的成像关系[6,7]。
       (1)
       因为平面模型表面基本为一平面,并且我们关心的是二维平面内的位移场,所以可取标志点Z值为0。可简化构像关系为:
      (2)
      其逆运算为:
      (3)
       针对上式应用单像空间后方交会可解算出6个外方位元素,得出方程的具体形式。(3)式表明只要解算出影像的外方位元素,量测了单像标志点的像点坐标,就可以求出标志点的二维相对位置,从而计算出各期位移量。
      3.1.2 普通相机的直接线性变换法
       共线方程法需要知道相机的内方位元素,但是目前使用较广的普通数码相机内方位元素一般不确定,因此相机经过检校后才能使用共线方程法。直接线性变换不需要知道内方位元素,适合普通相机的应用,其基本公式为:
       (4)
      对于平面模型实验,简化为二维直接线性变换公式为:
       (5)
      列观测值方程为:
       (6)
      l1~l8为变换参数,通过4个以上控制点可求得,然后量测单像标志点之像点坐标,由未知点观测值方程,列出误差方程,组成法方程求解。
      3.1.3 模型实验变形测量基本过程
      不管共线方程法,还是直接线性变换法,都属于基于中心投影构像关系的模型实验变形测量,依据已知坐标点作为控制点反演摄影瞬间相机位置与姿态,一旦确定相机位置与姿态参数通过量测单像像点坐标,无需应用立体像对就能根据摄影光束的几何关系解算标志点各期坐标,并分析各阶段位移。其具体过程为:
      (1)拍摄实验各阶段模型影像;
      (2)量取相似材料模型控制点坐标及其像点坐标;
      (3)计算摄影各阶段相机位置与姿态参数,位置初值可在摄影时概略量测,姿态参数因数值较小,初值均可置为0;
      (4)应用数字摄影测量的特征提取、定位、影像匹配量测各阶段影像上标志点的像坐标;
      (5)把像点像空间坐标值代入改化公式,计算各阶段标志点物空间坐标;
      (6)比较分析不同阶段标志点的位移,得出模型位移场。
      3.2数字微分纠正正解位移比较法
       基于中心投影构像关系的位移场量测不改变原始影像,只计算各期标志点坐标,从而求出整个过程的位移场。这种方法不能反映非标志点处的变形,另外在模型受力过程中有些标志点可能损坏。对于以上情况,可应用数字微分法来解决。数字微分纠正方法的思想是,先对每期影像进行纠正,得到不含系统误差的纠正后影像——正射影像,然后再比较各期正射影像,得到模型标志点、其它特征点的位移,多期影像进行叠置比较,可以更直观的表现模型变形。
       在数字微分纠正中,可利用正解法,虽然正解法在航空摄影测量中由于解算需要多次迭代、计算量大、成图质量差,没有得到应用,但是模型表面基本为平面,运算时不再需要迭代,且能由影像直接得到正射影像,消除影像倾斜影响,在模型位移场量测计算中却比较方便。

    相关热词搜索:模型 平面 测量方法 实验

    摄影测量内业软件 平面模型实验的数字摄影测量方法研究相关文章