片的外方位元素，是傳統(tǒng)攝影 測(cè)量的方法。該種作業(yè)模式不但周期長(zhǎng)，而且由于依賴地面控制點(diǎn)，需要花費(fèi)大量的人力和 物力。將定位定姿技術(shù)引入攝影測(cè)量領(lǐng)域，可使攝影測(cè)量加密所需的地面控制點(diǎn)大量減少， 甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)地面控制的攝影測(cè)量，大大地減少了外業(yè)工作量，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的定 位定姿系統(tǒng)包括：相機(jī)頂端的棱鏡、相機(jī)底部和左側(cè)的水平度盤和垂直度盤。即利用裝在相 機(jī)上的棱鏡和架設(shè)在通視范圍內(nèi)的全站儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，利用裝在相機(jī)底部云臺(tái)下 方的水平度盤和相機(jī)左/右側(cè)的垂直度盤對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)定姿。
[0019] 可見，無(wú)論是相比于GPS/IMU定位定姿系統(tǒng)還是LeicaTS15圖像全站儀，本發(fā)明 的定位定姿系統(tǒng)靈活、方便、造價(jià)較低。而在精度方面，無(wú)論是相機(jī)精度、全站儀測(cè)量精度還 是度盤讀數(shù)精度，均大為提高。
[0020] 同時(shí)，為適應(yīng)被攝物體的空間分布不連續(xù)、斷裂、遮擋的情況，在近景攝影測(cè)量中 引入新的測(cè)量機(jī)制、數(shù)據(jù)獲取方式和影像算法一一大傾角多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量。該方 法利用現(xiàn)有的普通數(shù)碼相機(jī)，突破傳統(tǒng)的非量測(cè)相機(jī)的直接線性變換的要求，減少控制點(diǎn) 需求，直接利用攝影測(cè)量的自檢區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算被測(cè)物體上特征點(diǎn)坐標(biāo)。基于大傾角多基 線數(shù)字近景攝影測(cè)量，在影像匹配中可無(wú)需進(jìn)行核線排列，無(wú)需產(chǎn)生核線影像，同時(shí)提高匹 配的可靠性，可W很方便地進(jìn)行數(shù)字近景攝影測(cè)量。
[0021] 本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的有益效果是： (1)本系統(tǒng)將影像信息的采集和處理分開，首先是設(shè)計(jì)了一套適用于近景攝影測(cè)量的 定位定姿系統(tǒng)。采用測(cè)量中常用的棱鏡、水平度盤、垂直度盤和相機(jī)進(jìn)行組合，形成可定位 定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)。相比于目前市面上常見的POS系統(tǒng)、MMS上的定位定姿系統(tǒng)，本 發(fā)明造價(jià)成本低、精度高、安裝方便、操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)。
[0022] (2)通過(guò)建立棱鏡、水平度盤、垂直度盤和相機(jī)的關(guān)系模型，將定位定姿數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 到相機(jī)中屯、，從而在利用攝影測(cè)量技術(shù)拍攝影像的同時(shí)，獲取相機(jī)的位置和姿態(tài)等信息，即 外方位元素初值，解決大傾角攝影的解算問(wèn)題。
[0023] (3)在攝影方式上，突破傳統(tǒng)攝影測(cè)量的限制，采用大傾角、多基線數(shù)字近景攝影 測(cè)量的方法。該方法改變傳統(tǒng)近景攝影測(cè)量基本原理，由傳統(tǒng)兩個(gè)攝站對(duì)被攝物拍兩張重 疊照片生成模型變?yōu)橛啥鄠€(gè)攝站，每個(gè)攝站對(duì)被攝物拍若干張一定重疊度的像片，構(gòu)成大 傾角、多基線多影像組序列，生成高精度的S維模型。
[0024] 本發(fā)明通過(guò)采用測(cè)量中常用的設(shè)備建立一套適用于近景攝影測(cè)量的定位定姿系 統(tǒng)，并且建立裝置相應(yīng)的關(guān)系模型，在采集影像的同時(shí)獲取外方位元素初值。相比于目前 市面上常見的定位定姿系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)成本低、精度高、安裝方便、操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu) 勢(shì)。同時(shí)，在攝影方式上，突破傳統(tǒng)攝影測(cè)量的限制，采用大傾角、多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量 的方法，利用定位定姿系統(tǒng)所提供的信息，解決大傾角攝影的解算問(wèn)題。
[0025] 上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予W實(shí)施，W下W本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由W下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。本發(fā)明多處僅僅對(duì)做出改進(jìn)的部 分進(jìn)行描述，而其他未說(shuō)明部分可W借助本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，亦即未說(shuō)明部分通過(guò)現(xiàn) 有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中： 圖1為定位定姿近景攝影測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
[0027] 圖2為定位定姿近景攝影測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖3為可定位定姿的近景攝影測(cè)量數(shù)據(jù)獲取和處理流程圖。
[0029] 圖4為攝影測(cè)量外方位元素示意圖。
[0030] 圖5為大傾角多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量示意圖。
[0031] 圖中，棱鏡一1，相機(jī)一2,垂直度盤一3,垂直度盤支架一4,占臺(tái)一5,水平度盤一6， =腳架一7。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)施過(guò)程做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033] 實(shí)施例1; 本實(shí)施例主要介紹定位定姿近景攝影測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成。
[0034] 結(jié)合附圖1-2, 一種可定位定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)，包括棱鏡（1)、相機(jī)（2)、垂 直度盤（3)、云臺(tái)（5)、水平度盤（6)，其特征在于；棱鏡（1)安裝于相機(jī)（2)的上方，垂直度 盤（3)安裝于相機(jī)（2)的左側(cè)或者右側(cè)，相機(jī)（2)下方連接云臺(tái)（5)，云臺(tái)（5)下方連接水平 度盤（6)，并且垂直度盤（3)通過(guò)垂直度盤支架（4)與云臺(tái)（5)連接。
[00巧]進(jìn)一步的，上述的可定位定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)還包括=腳架（7)，所述水平度 盤（6 )通過(guò)連接件連接至=腳架（7 )。
[0036] 進(jìn)一步的，上述的可定位定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)中的=腳架（7)為測(cè)量=腳架， 該測(cè)量=腳架帶有螺紋鎖緊件。
[0037] 進(jìn)一步的，水平度盤（6)與=腳架（7)的連接是通過(guò)如下結(jié)構(gòu)和方式實(shí)現(xiàn)的；所述 水平度盤（6)用于連接=腳架（7)的一側(cè)中屯、設(shè)置與水平度盤（6)高度緊密結(jié)合的外螺紋 連接頭，外螺紋連接頭長(zhǎng)度為12-20mm，直徑為15-30mm，螺紋深度2-3mm;所述連接件整體 呈圓柱狀，包含大頭端和小頭端，大頭端具有容納所述外螺紋連接頭的空間，具有內(nèi)螺紋， 內(nèi)螺紋與外螺紋連接頭的外螺紋相匹配；小頭端具有外螺紋；所述的連接件，大頭端用于 連接外螺紋連接頭，小頭端與所述S腳架（7)上的螺紋鎖緊件連接。
[0038] 進(jìn)一步的，所述棱鏡（1)中屯、、相機(jī)（2)中屯、、水平度盤（6)中屯、、連接件中屯、在豎 直方向上共軸。
[0039] 進(jìn)一步的，所述可定位定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)還包括配套使用的全站儀，全站 儀架設(shè)于棱鏡（1)的通視范圍內(nèi)。
[0040] 進(jìn)一步的，所述可定位定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)，用于數(shù)據(jù)的接收、 存儲(chǔ)、處理和分析，計(jì)算機(jī)與全站儀、相機(jī)（2)通過(guò)有線或無(wú)線方式連接。
[00川 實(shí)施例2; 本實(shí)施例是在前述的實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要介紹使用實(shí)施例1中的可定位定 姿近景攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行定位定姿的方法。
[0042] 本發(fā)明提供一種可定位定姿的近景攝影測(cè)量數(shù)據(jù)獲取和處理的方法，在近景攝影 測(cè)量的實(shí)施中為平臺(tái)提供實(shí)時(shí)、精確的位置和姿態(tài)信息作為參考，將其作為外方位線元素 和角元素的初值納入攝影測(cè)量的解算中，W加快收斂速度，提高精度。
[0043] 在影像獲取方式和數(shù)據(jù)處理模型方面，引入"大傾角多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量"方 法。利用現(xiàn)有的普通數(shù)碼相機(jī)，在每個(gè)攝站上拍攝多張影像，采用正交或旋轉(zhuǎn)多基線交向攝 影來(lái)保證對(duì)所有影像進(jìn)行"整體處理"。大傾角多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量改變了傳統(tǒng)近景攝 影測(cè)量的基本原理，由傳統(tǒng)兩個(gè)攝站對(duì)被攝物拍兩張重疊照片生成模型，改進(jìn)為由多個(gè)攝 站，每個(gè)攝站對(duì)被攝物拍若干張任意角度且具有一定重疊度的像片，構(gòu)成大傾角、多基線多 影像組序列，生成高精度的=維模型。
[0044] 附圖3為可定位定姿的近景攝影測(cè)量數(shù)據(jù)獲取和處理流程圖。
[0045] 附圖4為攝影測(cè)量外方位元素示意圖，又稱像片外定向元素，是確定攝影光束在 物方幾何關(guān)系的基本數(shù)據(jù)，用于表征攝影光束在攝影瞬間的空間位置，包括攝影中屯、在某 一空間直角坐標(biāo)系中的S維坐標(biāo)值，即外方位線元素，W及確定攝影光束空間方位的S個(gè) 角定向元素，共6個(gè)數(shù)據(jù)。其中的3個(gè)角定向元素，常因采用的轉(zhuǎn)角系統(tǒng)不同而用不同的元 素表示，當(dāng)采用Wy軸為主軸的轉(zhuǎn)角系統(tǒng)時(shí)，表示為俯仰角W、航向角K和像片旋偏角4。 定姿系統(tǒng)的水平和垂直度盤分別測(cè)定攝影時(shí)相機(jī)的俯仰角《和航向角K，而旋偏角d)在 拍攝過(guò)程中始終為0。
[0046] 附圖5為大傾角多基線數(shù)字近景攝影測(cè)量示意圖。
[0047] 結(jié)合附圖3-5,本發(fā)明定位定姿的方法步驟如下： 步驟（1);定位定姿近景攝影測(cè)量系統(tǒng)搭建。具體的包括，棱鏡（1)的安置、水平度盤 (6)和垂直度盤（3)的安裝，=腳架（7)的安置，W及配套的全站儀、計(jì)算機(jī)之間的連接等。 可定位定姿的近景攝影測(cè)量系統(tǒng)用于獲取攝影平臺(tái)的位置和姿態(tài)信息，從而獲取攝影測(cè)量 解算時(shí)的外方位線元素和角元素初值。其中，定位裝置為安放于相機(jī)（2)頂端的棱鏡（1)， 定姿裝置為安裝于相機(jī)（2)底部云臺(tái)（5)下方的水平度盤（6)和相機(jī)左側(cè)或右側(cè)的垂直度 盤（3)。
[0048] 定位定姿近景攝影測(cè)量系統(tǒng)W相機(jī)為主體，在相機(jī)頂端安裝棱鏡，通過(guò)架設(shè)在通 視范圍內(nèi)的全站儀測(cè)定棱鏡在固定地面坐標(biāo)系下的=維坐標(biāo)（XLYLZL)。利用裝在相機(jī) 底部云臺(tái)下方的水平度盤測(cè)定相機(jī)的航向角K，通過(guò)相機(jī)右側(cè)的垂直度盤測(cè)定相機(jī)俯仰角 ?。其中水平度盤固定在云臺(tái)與腳架之間，不隨云臺(tái)和相機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直度盤通過(guò)支架與 云臺(tái)相連接，并且度盤中屯、與相機(jī)中屯、相連，因此，垂直度盤隨相機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)，但不垂直轉(zhuǎn) 動(dòng)。
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