便携式四目立体摄影测量系统及方法

摘要

本发明涉及一种便携式四目立体摄影测量系统及方法，基于本发明提供的系统能完成四台相机的同步拍摄，并保持事先标定好的设备参数，然后在计算机上对立体影像进行自动测量，得到物体或场景的位置、大小、形状等物理几何信息和物体的材质、纹理等物理属性信息。并在这些信息的基础上自动构建三维模型，或分析三维物体的体积、面积等。该系统主要表现了便携性，即方便于个人携带和操作，能灵活运用于多种场景的测量和三维重建工作中。

主权项

一种便携式四目立体摄影测量系统的四目立体摄影测量方法，其特征在于：所述便携式四目立体摄影测量系统包括左相机组和右相机组，左相机组包括两个相机，两个相机上下排列并放置于一个相机护罩内；右相机组包括两个相机，两个相机上下排列并放置于一个相机护罩内；设置连接四个相机的刚性连接杆；设置同步控制器，所述同步控制器接收无线遥控器的脉冲信号，然后输出四路触发信号到四个相机，使四个相机同时快门闭合；摄影测量实现方式如下，预先标定各相机的参数，包括设置若干立柱，每个立柱上设若干白色圆点，圆点的中心刻有黑色十字丝，每个圆点的中心坐标使用经纬仪按前方交汇方法测出；根据预先标定所得任意两个相机的参数和相应相机拍摄所得图像平面坐标，建立线性方程组并采用最小二乘解方法求解，得到物方空间点坐标(X,Y，Z)；支持基于核线相交原理对不同像对中的同名点全自动匹配，所得物方空间点坐标构成立体影像数据集，然后应用立体影像数据获取场景的三维空间信息自动完成三维重建，同名点全自动匹配实现方式如下，对左上图像上的特征点p1在左下图像上到对应的匹配特征点p3，左上相机与右上相机的核线l12和左下相机与右上相机的核线l23相交确定p1在右上相机像平面上对应的匹配特征点p2；在右下相机像平面上找到p2对应的匹配特征点p4，右上相机与右下相机的核线l24和左下相机与右下相机的核线l34相交确定p2在右下相机像平面上对应的匹配特征点p′4；根据p4、p′4是否重合来检验p2、p4匹配是否正确，若不重合则重新找另一特征点继续进行匹配，若重合则利用同样的方法进一步根据左上相机与左下相机的核线l13和左上相机与右下相机的核线l14的交点p′1来检验p1、p3是否匹配正确，若不正确重新找另一特征点进行匹配，若正确则保存结果并进行下一特征点的匹配，直到所有特征点匹配完毕。