地面摄影RTK辅助SFM算法的影像定向.docx

摘要

基于运动恢复结构（structure from motion，SFM）算法的地面影像定向通常没有考虑影像的位

置姿态信息，影像定向结果在自由网坐标系，因此无法获取绝对坐标和真实尺度；利用地面摄影实

时动态（real-time kinematic，RTK）技术可以获取地面影像的位置姿态信息，但是 RTK 和摄影

测量的角度系统定义不同，RTK 相位中心与影像投影中心存在偏差。针对这些问题，推导了利用 RTK

获取的 GPS 和角元素 heading pitch roll （HPR）计算影像外方位元素的公式，提出地面摄影

RTK 辅助 SFM 算法的地面影像定向方法，在少量或者无需像控点条件下将 SFM 算法自由网的定

向结果转换到绝对坐标系下，获得场景的真实坐标和尺度。实验结果表明，该转换公式正确，地面

摄影 RTK 辅助 SFM 算法的影像定向方法可行。

definitions of RTK and photogrammetry are different and there is a deviation

between the RTK phase center and the image projection center. In response to

these problems， we deduce the formula for calculating the external orientation

elements of the image using the GPS and heading pitch roll （HPR） obtained by

RTK technology. And we propose a method for image orientation using SFM

algorithm assisted by ground photography RTK. Under the condition of few or no

image control points， the free network orientation result of SFM algorithm is

converted to the absolute coordinate system to obtain the real coordinates and scale

of the scene. The experimental results show that the conversion formula is correct，

and the method for image orientation using SFM algorithm assisted by ground

ground photography real-time kinematic （RTK）; structure from motion （SFM）

algorithm; GPS/HPR; external orientation elements; image orientation

译

地面影像的三维重建应用广泛（如交通事故勘查、地图等）。基于这些应用，影像定向精度和三维

结构真实坐标和尺度十分重要。