Page 36 - 数字化测绘技术与理论研究

Research on Digital Surveying and Mapping Technology and Theory
数字化测绘技术与理论研究

3. 二维控制的数码相机检校方法
（1）二维控制场的建立
二维控制的数码相机检校就是在二维控制条件下进行数码相机检校，需要精
密的二维控制场作为控制基准。二维控制场一般为绘制在经过特殊加工的硬质平

板上的方格网，格网点的绘制精度为 0.2mm。以平面格网中心为原点或以其左下
角为原点，横向向右为 x 轴，纵向向上为 y 轴，垂直于平面向外为 z 轴，建立物
方右手坐标系，可得到每个点的精确坐标。随着显示技术的进步，现在很多二维
控制检核方法是直接利用电脑显示器作为控制平面，通过程序控制，也可以得到

每个格网点的平面坐标。
（2）常用的二维控制检校方法
目前常用的二维控制检校方法主要有二维直接线性变换算法（2D-DLT）、
张正友的平面格网法。第一，2D-DLT 算法。张永军、张祖勋、张剑清于 2002 年

提出了利用二维 DLT 及光束法进行相机标定的方法。该方法利用共线条件方程
和二维直接线性变换算法之间的对应关系，推导出由二维 DLT 的 8 个参数表达
的主纵线方程。通过求解多条主纵线方程组成的超定方程，求得内方位元素的初
值后，再利用光束法进行相机检校。第二，张正友平面格网法。张正友于 1998

年提出一种平面格网标定摄像机所有内外参数的方法。该方法通过从不同角度拍
摄平面格网的多张相片（3 张以上），利用平面格网上的特征点与相片上的对应
点之间的旋转矩阵，求解出部分参数的初始值，并利用极大似然准则对线性结果
进行非线性优化，最后求出外部参数。该方法中加入了比例尺不一致性和坐标轴

不垂直型改正，但是由于现代工艺的发展，数码产品的结构质量大幅提升，此方
法中的两类改正已经很小了。
4. 两种控制场的比较
一般来讲，三维控制的相机检校精度应普遍高于二维检校，但是二维控制场

的建立相对于三维控制场的建立来说，要方便很多。精密三维控制场的建立一般
需要专业的人员、技术和专门的场地，对一般用户来说操作难度比较大。比较而
言，精密二维控制场没有三维控制场的纵深要求，可以小型化，建立起来要简便
很多，易于保养和维护，而且成本更低，使得非专业人员也可以操作，这非常有

利于普通数码相机在摄影测量中的应用推广。

24