多能高效的測試新軍——攝像測量的研究及應(yīng)用進展

尚 洋 ， 于起峰

（1.國防科技大學(xué)航天科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410073；2.圖像測量與視覺導(dǎo)航湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410073）

0 引 言

圖像是我們獲取外界信息的最主要來源。在工業(yè)制造、交通管控和科研試驗等領(lǐng)域，經(jīng)常需要對目標對象的運動、形貌、變形等進行測量，則通過對所關(guān)注目標的圖像或所關(guān)注過程的圖像序列的分析，得到所需的參數(shù)測試結(jié)果，是一類最基本的測試手段。而這正是屬于攝像測量學(xué)這一學(xué)科的基本研究范疇和基本任務(wù)。

1 攝像測量學(xué)簡介

攝像測量學(xué)（videometrics或 videogrammetry）由攝影測量學(xué)、光學(xué)測量、計算機視覺和數(shù)字圖像處理分析等學(xué)科交叉、融合而形成，研究利用攝像機、照相機等對動態(tài)、靜態(tài)景物或物體拍攝得到單幀或序列數(shù)字圖像，通過圖像處理分析和目標三維信息求解分析算法，對目標外形結(jié)構(gòu)、變形參數(shù)及運動參數(shù)進行測量和估計[1-8]。攝像測量學(xué)的內(nèi)涵主要包括兩個方面：（1）物體的空間三維特性與成像系統(tǒng)間的成像投影關(guān)系；（2）從單幅和多幅圖像中高精度自動提取、匹配圖像目標，并且注重于目標的提取定位精度。

攝影測量學(xué)[9]和計算機視覺[10]這兩大經(jīng)典學(xué)科是攝像測量學(xué)的根基。傳統(tǒng)上，攝影測量和計算機視覺相對獨立，形成了各自的特點、優(yōu)勢和理論體系。攝影測量主要在測繪領(lǐng)域中發(fā)展，是地理學(xué)科的重要分支；而計算機視覺（或稱機器視覺）主要是在計算機科學(xué)、人工智能領(lǐng)域中發(fā)展。事實上，兩個學(xué)科大方向都是通過圖像來定量觀察和認識客觀世界，其研究任務(wù)在本質(zhì)上是一致的，因而兩者能夠很好地融合。由此產(chǎn)生的攝像測量學(xué)在體現(xiàn)兩者理論、方法、算法以及應(yīng)用方面的互通和互補的基礎(chǔ)上，更加強調(diào)動態(tài)測量和實時測量。國內(nèi)還有學(xué)者稱其為視覺測量或視頻測量學(xué)[11]。

相比于其他測試手段，攝像測量學(xué)具有以下的特點：

（1）非接觸測量。攝像測量通過分析目標圖像實現(xiàn)測量目的，不在目標體上安裝測試設(shè)備，因而不會對目標的結(jié)構(gòu)特性和運動特性帶來任何干擾，測量結(jié)果客觀可信。

（2）測量精度高。精度是測量中的永恒主題。攝像測量的數(shù)字圖像分析中，各種亞像素方法[12]能使得目標的圖像定位精度能夠達到十分之一甚至百分之一像素的量級，而理論和方法體系完備的光束法平差[9]保證了三維解算的高精度。由于非接觸和高精度的特點，在試驗靶場等場合，攝像測量（在這些場合通常稱為“光測”）經(jīng)常被作為外測手段和用來標校其他測量設(shè)備。

（3）適于運動和動態(tài)測量。通過對連續(xù)變化過程時間序列圖像的分析處理，攝像測量能夠?qū)δ繕说膭討B(tài)變形或連續(xù)運動參數(shù)進行估計解算。并且由于時間序列圖像提供了一維時間軸信息，有了更多的約束條件可以使用，使得傳統(tǒng)靜態(tài)圖像處理中的一些困難能夠得到解決，如根據(jù)運動的連續(xù)性進行同名特征的可靠跟蹤和配準等[13]。

（4）在越來越多的應(yīng)用中已實現(xiàn)實時測量。隨著實時處理器性能的快速提高，以及各種處理、分析算法的發(fā)展，許多攝像測量學(xué)任務(wù)已能夠?qū)崟r或準實時完成，使得攝像測量在實時安全監(jiān)控、工業(yè)加工生產(chǎn)的實時監(jiān)測、飛行器和車輛等運動平臺的視覺導(dǎo)航控制、以及空間艙交會對接導(dǎo)航控制等方面得到越來越多的應(yīng)用[14-15]。

（5）是一種易于普及推廣的測試手段。成本的降低和性能的提高使得攝像機、計算機等硬件迅速普及，特別是軟件算法性能的提升使得對攝像測量傳感器的要求大大降低，普通DC、DV甚至手機相機都能夠用于攝像測量。同時，攝像測量實施較為簡易，適用面廣，正從航天、國防等高端應(yīng)用向工業(yè)生產(chǎn)制造、智能監(jiān)控等普通民用擴展。國際上在許多不同應(yīng)用領(lǐng)域中已有很多攝像測量方面的商品化產(chǎn)品。

2 攝像測量學(xué)的研究和應(yīng)用進展

近年來，攝像測量理論方法和技術(shù)的研究方興未艾，并由于其在測量精度等方面具有優(yōu)勢，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種精密測量和運動測量，涉及到航空航天、國防試驗、勘察勘測、交通運輸、建筑施工、體育運動等各個領(lǐng)域。例如零部件加工質(zhì)量檢測、三維表面重建、工業(yè)反求工程、建筑工程測量、鐵路公路質(zhì)量檢測、飛行器彈道姿態(tài)等運動參數(shù)測量等。

根據(jù)攝像機與拍攝對象是否運動變化，攝像測量技術(shù)可劃分為靜對靜、靜對動、動對靜和動對動4類。作者所在課題組從事攝像測量的理論方法和應(yīng)用研究多年，在大型結(jié)構(gòu)變形測量和大尺度運動測量的理論方法研究和應(yīng)用研究方面取得了一些典型進展。

2.1 大型結(jié)構(gòu)變形測量的方法與技術(shù)——靜對靜方式

（1）靜對靜的攝像測量方式?！办o對靜”是指攝像機靜止不動，場景也沒有顯著的運動，但可以存在動態(tài)變形。通過對目標拍攝圖像和分析計算，精確測量目標表面的形貌或目標表面的變形。對艦船、隧道工程、橋梁和大壩等大型結(jié)構(gòu)的變形進行測量和長期監(jiān)測，是這類問題的典型應(yīng)用。

（2）大型結(jié)構(gòu)變形的折線光路像機鏈測量方法與技術(shù)[16]。艦船在海上航行時，由于受海面波浪沖擊等影響，會產(chǎn)生不可忽視的船體變形。隧道、坑道等施工過程中，由于施工或地質(zhì)原因可能導(dǎo)致圍巖變形甚至坍塌事故。實時和高精度地對這些變形進行測量和監(jiān)控，對于分析結(jié)構(gòu)特性、修正變形對設(shè)備使用的影響、保障工程安全等至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的攝像測量方法只能測量可通視物體之間的變形。而對于船體、地下工程等，測量基準與待測目標之間通常沒有可通視光路。提出折線光路像機鏈攝像測量的原理和方法，解決了兩個或多個不通視物體間相對位置、姿態(tài)和變化量測量，超大視角物體間相對位置、姿態(tài)和變化量高精度測量，和測量平臺不穩(wěn)定條件下的高精度測量等難題。該方法在待測目標與測量基準之間設(shè)置由多組像機和標志物組合的傳遞站，構(gòu)成折線測量光路，如圖1所示。首先分別通過圖像分析測量得到可通視的各相鄰兩級傳遞站 （折線光路中的每一級節(jié)點Si）之間的相對位置、姿態(tài)；再將各級測量結(jié)果綜合傳遞轉(zhuǎn)換，得到待測目標相對于測量基準的位置、姿態(tài)及其變化量。通過設(shè)計和靈活布設(shè)各級傳遞站，可構(gòu)造各種形式的像機鏈/像機網(wǎng)絡(luò)，滿足不同需求。

圖1 折線光路像機鏈攝像測量基本原理

應(yīng)用折線光路像機鏈的測量方法已實測得到了多艘大型船只海上航行和機動狀態(tài)下的船體變形數(shù)據(jù)。最近在我國“遠望”測量船觀測設(shè)備基座變形精確測量實驗中，對縱搖、艏搖和橫搖角度的測量精度可達到角秒量級。

（3）大型結(jié)構(gòu)變形的并聯(lián)組網(wǎng)攝像測量方法與技術(shù)[17]。大型風(fēng)力發(fā)電葉片長度達40m，在不同工況和載荷下會發(fā)生整體變形與屈曲變形，其中整體變形幅度可達7m。傳統(tǒng)的變形測量如應(yīng)變片電測法屬于接觸式測量，測量范圍有限，當(dāng)測量點較多時，測量系統(tǒng)的布置相當(dāng)繁瑣。

采用多像機并聯(lián)組網(wǎng)測量風(fēng)力發(fā)電葉片等大型結(jié)構(gòu)變形。固定像機大視場遠距離交會測量整體變形；相對固定的立體像機小視場近距離交會測量葉片上格局部的屈曲變形。圖2為實驗設(shè)備布置方案及一幅整體變形測量像機拍攝的圖像。

圖3為某一擺振工況中葉片上升階段整體變形測量結(jié)果。葉片由初始平衡位置加載到安全載荷，在安全載荷的 0%、40%、60%、80%、100%共5個位置處進行測量。

2.2 武器試驗光測圖像分析及地基飛行器視覺著陸引導(dǎo)方法與技術(shù)——靜對動方式

（1）靜對動的攝像測量方式?！办o對動”是指攝像機靜止不動，而目標做大尺度運動。通過對目標拍攝圖像和分析計算，精確測量目標的軌跡、姿態(tài)、速度等運動參數(shù)。這類問題的典型應(yīng)用如武器試驗靶場由光電經(jīng)緯儀對火箭、導(dǎo)彈等目標發(fā)射試驗過程進行攝像記錄并對目標軌跡、姿態(tài)等進行測量；以及基于地基攝像測量設(shè)備對著陸飛機運動參數(shù)進行測量，對飛機著陸進行引導(dǎo)等。

（2）武器試驗光測圖像分析與目標運動參數(shù)測量[18-19]。在國防試驗靶場，光測由于具有客觀、非接觸、高精度等優(yōu)勢，一直被作為一種重要的外測手段，用在各種動態(tài)目標的運動測量，如火箭、導(dǎo)彈、炮彈的發(fā)射試驗，沖擊、碰撞、爆炸等過程。

圖2 大型風(fēng)力發(fā)電葉片變形攝像測量設(shè)備布局和實驗圖像

圖3 某一擺振工況中葉片上升階段整體變形測量結(jié)果

為了對多種類型目標的運動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)等進行三維攝像測量，研制了一系列攝像測量分析系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件部分主要是攝像機和計算機，分別用于采集圖像和數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)軟件部分主要完成攝像測量系統(tǒng)標定、圖像采集控制、圖像預(yù)處理、圖像特征識別提取、目標運動參數(shù)和表面結(jié)構(gòu)形狀三維解算、觀測數(shù)據(jù)平滑濾波等功能。這些光測圖像分析系列方法及系列靶場光測圖像判讀系統(tǒng)，已裝備陸、海、空軍全部有光測需求的試驗靶場基地，成為我軍靶場光測圖像判讀分析的主力方法和設(shè)備，極大提高了靶場光測的精度和自動化程度，提高了靶場光測試驗水平，在國防工業(yè)部門也得到了較廣泛的應(yīng)用。

在各種靶場目標的發(fā)射、飛行試驗中，目標三維姿態(tài)是各種武器和飛行器研制、試驗、定型、安全控制，尤其是故障分析所需的關(guān)鍵參數(shù)。武器試驗靶場的很多試驗任務(wù)中，由于目標機動性強，需要的成像視場范圍大，目標成像尺寸較小，并且由于目標遠而目標圖像不清晰，使得無法用在表面繪制合作標志點的方式。對于成像尺寸較小但輪廓在圖像上能夠分辨的目標，提出采用提取和分析目標輪廓信息來計算目標三維姿態(tài)參數(shù)的方法，包括目標中軸線面面交會、目標面積比法、長寬比法和目標圓環(huán)橢圓度法等。例如對于目標有一定的成像尺寸的情況，雖然繪制合作標志點難以分辨和提取，但可以采用螺旋線法測量其滾轉(zhuǎn)角，如圖4所示。這些方法實現(xiàn)了對靶場特殊目標的三維姿態(tài)測量。

圖4 表面繪制螺旋線測量目標滾轉(zhuǎn)角

螺旋線

（3）地基飛行器視覺著陸引導(dǎo)方法與技術(shù)[20]。為保證飛機、無人機的安全著陸、著艦，需要實時、精確測量其降落軌跡、速度等參數(shù)，用于對其著陸、著艦過程進行精確引導(dǎo)。提出的地基飛行器視覺著陸引導(dǎo)方法與技術(shù)，通過建立地基攝像測量平臺，用攝像測量方法實時測量飛機與跑道的相對位置、姿態(tài)和速度，計算出飛行軌跡與預(yù)計下滑道的偏差，引導(dǎo)飛機著陸。該技術(shù)具有簡單、方便、自成體系、被動測量、不受外界干擾、成本低等特點，是一種很有前途的新型助降導(dǎo)航手段。。

本引導(dǎo)測量系統(tǒng)采用了多臺攝像機分區(qū)域接力測量，例如由6臺攝像機組成視覺引導(dǎo)系統(tǒng)，其布置如圖5所示。在飛機跑道兩側(cè)各安裝一套3臺攝像機系統(tǒng)，3組攝像機分別稱為遠場、中場和近場攝像機，分段采集不同區(qū)域的圖像，以覆蓋整個飛機著陸區(qū)域。

圖5 飛機著陸地基視覺引導(dǎo)系統(tǒng)

在實際外場飛行試驗中，本系統(tǒng)實時得到了高精度的飛機降落飛行軌跡的實測測量結(jié)果。應(yīng)用本技術(shù)，作者所在研究組于2011年參加了首屆中航工業(yè)杯-國際無人飛行器創(chuàng)意大獎賽，采用地基視覺引導(dǎo)系統(tǒng)實時測量并提供無人機運動參數(shù)，引導(dǎo)其成功掛索降落，是所有參賽隊中“唯一沒有使用GPS成功實現(xiàn)自主精確著艦”的參賽作品，獲大賽競技類一等獎，并得到大會特別點評。

2.3景象匹配和地形匹配飛行器視覺導(dǎo)航技術(shù)——動對靜方式

（1）動對靜的攝像測量方式?！皠訉o”是指攝像平臺在運動過程中對靜態(tài)場景拍攝序列圖像，再通過分析圖像對場景三維信息進行測量，或是對攝像平臺的運動參數(shù)進行測量。前者的典型應(yīng)用是基于對地航拍序列圖像進行飛行區(qū)域三維地形地貌的重建；后者的典型應(yīng)用是基于對飛行區(qū)域場景的分析，測量飛行器在大地坐標系中的運動參數(shù)或是相對于固定目標的運動參數(shù)，從而實現(xiàn)對飛行器的視覺導(dǎo)航。

圖6 基于序列圖像與基準圖景象匹配的飛行器定位測速測向原理

飛行器視覺導(dǎo)航是近一、二十年來國際上發(fā)展的新興前沿技術(shù)，具有被動測量、自成體系、不易受干擾、無時間累積誤差、精度高、體積功耗小、成本低、可測參數(shù)多等突出優(yōu)點，是與慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航等不同的新導(dǎo)航體制，具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

（2）基于景象匹配的飛行器視覺導(dǎo)航技術(shù)[14]。通過將機上或彈上實時圖與事先裝訂的地面基準圖進行景象匹配，可以得到豐富的導(dǎo)航信息，如圖6所示。序列實時圖與基準圖像之間景象匹配的過程可分為首幀匹配和預(yù)測跟蹤兩部分。首先根據(jù)機載導(dǎo)航設(shè)備如慣導(dǎo)等提供的位置信息，確定飛行器飛至景象匹配區(qū)，根據(jù)機載導(dǎo)航設(shè)備提供的初值和誤差大小，確定首幀搜索區(qū)域并進行匹配定位；繼而轉(zhuǎn)入預(yù)測跟蹤模式，根據(jù)前一幀景象匹配結(jié)果，并利用機上導(dǎo)航設(shè)備提供的速度信息，預(yù)測下一幀位置和在預(yù)測點附近搜索區(qū)進行匹配定位。

發(fā)展改進和提出多種景象匹配新方法，對實時圖與基準圖間異源成像（紅外、雷達實時圖，可見光基準圖）、天時天侯變化（不同季節(jié)、不同光照等）、成像視點變化（引起不同的縮放、旋轉(zhuǎn)、透視變形等）以及地面紋理細節(jié)變化等具有較好的適應(yīng)性，能夠?qū)崟r、高精度得到飛行器的位置和飛行速度的大小、方向等導(dǎo)航信息?？蔀楦鞣N飛行器提供全程或定點的導(dǎo)航信息，或?qū)C上慣導(dǎo)設(shè)備進行各級精度修正，尤其是在沒有衛(wèi)星導(dǎo)航可用情況下，能夠克服長航時導(dǎo)航中慣導(dǎo)數(shù)據(jù)漂移問題。

進行了大量的實際掛飛實驗，采用可見光或紅外實時圖與可見光衛(wèi)片基準圖進行實時匹配和導(dǎo)航參數(shù)計算，在白天、夜間等不同時段，城鎮(zhèn)、郊區(qū)、戈壁等不同區(qū)域，都得到了實時性、可靠性和精度滿足工程要求的結(jié)果。

（3）基于航拍序列圖像的三維地形實時重建與地形匹配導(dǎo)航[13]。通過從多個方位對場景拍攝圖像，重建出該場景的三維形貌，是攝像測量中的經(jīng)典問題。如果在有人機、無人機的飛行過程中對地拍攝序列圖像，就可以重建出當(dāng)?shù)氐娜S地形地貌。但由于數(shù)據(jù)量大，特別是圖像間的特征匹配不易完全自動實現(xiàn)，三維重建處理通常在事后進行。而如果能夠?qū)崟r進行三維地形重建，并將重建結(jié)果與該地區(qū)的基準地形進行匹配，就能夠得到飛行器自身的位置姿態(tài)等運動參數(shù)，用于飛行器視覺導(dǎo)航。

提出一種從飛行器機載序列成像實時、自動重建三維地形用于地形匹配的視覺導(dǎo)航方法，其基本原理和流程如圖7所示。

圖7 基于機載序列圖像三維地形重建的地形匹配定位導(dǎo)航原理

利用序列成像的特點，提出采用少量特征點跟蹤與關(guān)鍵幀圖像三維解算相結(jié)合的序列圖像分析方法，可以實時重建得到航跡區(qū)域的三維地形，直接作為實時地形圖與基準圖地形匹配，提供定位導(dǎo)航信息。將序列圖像中對相同場景具有良好交會角度條件的、并選定用于三維地形交會的圖像幀定義為關(guān)鍵幀圖像，用于三維解算。在進行同名特征點匹配時，考慮到機載序列圖像是在飛行過程中連續(xù)拍攝得到的，其在時間上的連續(xù)性和成像區(qū)域上的重疊性使得相鄰圖像間成像角度變化、圖像特征變化、同名特征點的視差都較小，容易實現(xiàn)自動跟蹤與配準，可以為最終的關(guān)鍵幀圖像特征點匹配提供可靠的結(jié)果。同時，以這些跟蹤點作為關(guān)鍵幀的跟蹤控制點，可為關(guān)鍵幀間特征點匹配提供約束，保證匹配的可靠性和實時性。

2.4從運動平臺測量目標三維運動參數(shù)的方法——動對動方式

（1）動對動的攝像測量方式?！皠訉印笔侵笖z像平臺在運動過程中對運動目標連續(xù)拍攝圖像，在圖像上提取目標特征后，對目標在絕對坐標系中的三維運動參數(shù)進行測量，或是對目標與攝像平臺間的相對運動參數(shù)進行測量。前者一般要求攝像平臺在絕對坐標系中的運動參數(shù)為精確已知，典型應(yīng)用如在測控飛機上安裝攝像機對運動目標進行跟蹤拍攝和測量；后者的典型應(yīng)用如空間交會對接中在追蹤器上安裝攝像機拍攝目標器，測量追蹤器與目標器間的相對運動參數(shù)，進行交會對接逼近段相對導(dǎo)航。

（2）單目軌跡交會測量點目標三維運動參數(shù)[21]。實際測量任務(wù)中常有一類機動平臺單目對運動目標進行三維觀測的問題，例如在長航時飛行實驗測試中，需要在運動平臺上對目標的運動參數(shù)進行觀測。由于攝像平臺的規(guī)格尺寸相對于目標的距離較小，即使安裝兩臺攝像機，由于基線太短，也基本相當(dāng)于進行單目觀測。同時，在目標尺寸比較小、拍攝距離遠等情況下，需要將其作為點目標。

提出一種從運動平臺單目測量點目標三維運動的攝像測量方法——單目運動軌跡交會法。如圖8所示，對應(yīng)于不同拍攝時刻，像機光心位置為Ci，目標的位置為Pi，目標成像點為pi，像機光心與目標的連線（觀察視線）為li，像機運動可控，觀察視線通過提取目標像點可確定。在實際自然時間空間中，真實目標的運動必然是連續(xù)有序的，因此在短時間內(nèi)，通常滿足或近似滿足一定的運動規(guī)律。如果將這一運動規(guī)律用參數(shù)化模型來描述，就得到了除成像關(guān)系外對于目標運動的約束條件。單目運動軌跡交會法將運動像機觀察運動目標的系列視線與目標的參數(shù)化運動軌跡進行交會，從而確定了目標的三維軌跡和速度、加速度等運動參數(shù)。該方法有效解決了傳統(tǒng)單目無法測量點目標三維運動的技術(shù)難題，可用于多種運動平臺對運動目標的被動觀測任務(wù)。

在實驗室中通過精密平移臺控制相機和目標的運動，對本方法進行了實驗驗證。實驗中，目標運動最大行程約為400mm，像機和目標相距約2m，目標位置測量結(jié)果標準差為3.7mm。

圖8 單目軌跡交會法測量點目標運動參數(shù)原理

（3）空間交會對接相對視覺導(dǎo)航目標運動參數(shù)的抗擾動測量[22]。在空間艙交會對接等任務(wù)中，需要實時測量追蹤器與目標器這兩個航天器之間的相對運動參數(shù)，為對接控制提供引導(dǎo)信息。航天器自主交會對接的相對運動參數(shù)視覺測量中，在追蹤器上安裝像機，在目標器上布置合作標志。追蹤器攝像機采集到當(dāng)前時刻目標圖像后，首先對目標合作標志進行識別和提取。如果目標特征點提取結(jié)果滿足單目或雙目求解位置姿態(tài)的需要，則先求解目標位置姿態(tài)初值，再基于優(yōu)化算法求解目標位置姿態(tài)參數(shù)的精確值。

由于空間環(huán)境惡劣，例如航天器發(fā)射時振動沖擊影響、空間重力差、巨大溫差影響等，會對地面標定好的攝像測量系統(tǒng)參數(shù)產(chǎn)生不可忽略的擾動，從而嚴重影響測量結(jié)果。對抗擾動測量目標位置姿態(tài)進行了研究，提出了實時修正攝像測量系統(tǒng)參數(shù)的抗擾動測量方法?；跀z像測量中的光束法平差方法，有選擇地將測量系統(tǒng)中易受擾動的參數(shù)與目標位置姿態(tài)參數(shù)共同作為平差參數(shù)進行平差優(yōu)化，消除擾動的影響。這一方法可以對像機內(nèi)參數(shù)、像差系數(shù)、雙像機間相對位置姿態(tài)參數(shù)及目標體結(jié)構(gòu)參數(shù)的擾動進行修正。從而在測量系統(tǒng)參數(shù)受擾動的情況下，有效消除擾動影響，得到目標位置姿態(tài)的高精度測量結(jié)果。

圖9 交會對接相對視覺導(dǎo)航抗擾動測量地面驗證實驗系統(tǒng)與設(shè)備

進行地面驗證實驗，實驗系統(tǒng)如圖9（a）所示。圖9（b）為實驗中拍攝的模擬目標器的圖像，圖9（c）為實驗前將標定板安裝在轉(zhuǎn)臺上進行拍攝，用于標定像機參數(shù)。

物距5 m附近時多次實結(jié)果的標準差統(tǒng)計如表1，其中對一臺像機外參數(shù)施加了隨機擾動。

表1 交會對接相對視覺導(dǎo)航抗擾動測量地面驗證實驗結(jié)果標準差

可見，在測量系統(tǒng)參數(shù)受擾動后，不消除擾動的常規(guī)方法的測量誤差已相當(dāng)顯著；而采用消除擾動的方法仍得到了與測量系統(tǒng)參數(shù)不受擾動時精度相當(dāng)?shù)臏y量結(jié)果。

3 結(jié)束語

只要能夠獲取目標場景的靜態(tài)或動態(tài)圖像，就有可能從中分析測量出目標或攝像平臺的運動、結(jié)構(gòu)方面的有關(guān)信息。攝像測量已發(fā)展成為一種功能多、效率高、效果好的測試手段。特別是隨著近年來相關(guān)硬件水平、軟件技術(shù)的快速發(fā)展和提高，攝像測量的實用領(lǐng)域已相當(dāng)廣泛，并涉及各種尖端應(yīng)用，已成為測試領(lǐng)域中的一支多能、高效的新軍。但相比于發(fā)達國家，我國在攝像測量方面的研究，特別是產(chǎn)品化方面的工作還很不夠，尤其是缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用產(chǎn)品。發(fā)揮我國科技人員在軟件算法研究方面的優(yōu)勢，創(chuàng)新攝像測量的理論和方法，開發(fā)和推廣具有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用型終端產(chǎn)品，更好地解決各領(lǐng)域的測試問題，是擺在我們面前的迫切任務(wù)。

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