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监控干扰器提升空间分辨率

    数码高分辨率静止摄像机柯达DCS200在很短的时间内就在摄影测量学家中达到了高度普及。它由一个反射镜摄像机、一个高分辨率摄像头CCD传感器、a/D转换、电源和50幅图像的数据存储容量组成,基本上可以被认为是一个舒适、自主的数字图像数据采集设备,特别是用于工业应用和建筑摄影测量。对该相机的首次测试显示了高精度的潜力:图像空间中的1/20-1/30像素可以在多个应用中实现,并且在大型自校准网络中,已报告干扰器相对精度为1:100000甚至更好。

    为了能够对摄像机的精度潜力做出更详细的说明,苏黎世ETH对186个目标3D测试场拍摄了150张图像,进行了全面的精度测试。尽管该大型试块的精度估计非常好,但与经纬仪测量的试验场点参考坐标相比,发现了强烈的监控系统物体变形。这些变形的原因很可能是某些相机参数的时间不稳定性,这可能使该相机在高精度应用中的使用非常困难。有人认为,这些不稳定性是由CCD芯片对相机主体的弱固定引起的。在这种情况下,人们常常忽略,这种相机不是为精确测量应用而开发的,而屏蔽器是为专业摄影师开发的。
 
    长焦距镜头可以提高空间分辨率,捕捉到更多的细节信息,因此被考虑用于摄像头三维视觉重建。但是,使用长焦距镜头时,视野(FOV)会变窄。一般认为,由于近轴成像,很难实现窄视场摄像机的高精度标定。本文从透视变形的角度对这一问题进行了深入的研究。首先,将点的透视变形分为三个部分。然后,讨论了不同视场下各部分的抗噪性,揭示了窄视场摄像机标定困难的根本原因。研究发现,如果图像噪声与焦距成反比,标定精度一般可以保持在相同的水平。仿真验证了本研究结论的正确性,希望有助于克服屏蔽器窄视场摄像机的这一缺点。