工业摄影测量和编码标志

    当被测物的尺寸或摄影距离小于100米时的摄影测量称之为近景摄影测量（close-range Photogrammetry)，工业数字摄影测量属于数字近景摄影测量分支，它具有以下特点：非接触；测量速度快、实时；三维测量精度高，典型商业系统相对精度可达1/10万；可以对动态物体进行测量；自动化程度高。

    工业数字摄影测量在数据采集的过程中一般需要布置一些人工标志，这些人工标志用作控制点或待测目标点。目前，人工标志已在工业数字摄影测量中获得广泛应用。

    从是否含有编码信息分类，人工标志可分为编码标志和非编码标志。编码标志是一种自身带有唯一数字编码信息的人工标志，一般可以由普通的人工标志按照一定的规则排列组成，编码标志能够为计算机自动识别和测量。

编码标志的设计

    编码标志的设计原则有互异性，满足经过平移、缩放、旋转、错切等变形后仍然是互异的；编码总数足够多；特征简单，易于识别；尺寸适当；易于从背景中分离等。

    目前常用的编码标志有环型和点分布型2种，其中环型因结构简单、易于识别和定位精度高，在工程上应用更为广泛。以下介绍典型的环型标志，如下图所示，由中心定位标志和围绕其周围的编码位组成，通常采用二进制编码原理，将编码带等分为n部分（称为n位编码），每一等份代表一个二进制位，按顺时针（或逆时针）方向组成一个二进制数值。由于圆环没有起始位和终止位，每一个圆环编码最多可能有n个不同的数值，为保证编码的唯一性，可取其中最小的一个二进制数值对应的十进制数，作为该编码标志的编码值。

图1  典型环型编码标志

编码标志的应用

    编码标志的作用主要体现在以下方面：第一，作待测目标点，实现自动化测量；第二，作控制点，用于像点匹配，或作为不同像片之间的公共点，用于像片点间的拼接。

鲁棒高精度的图像编码标志解决方案

        普通的环型编码标志，如上图1所示，采用圆标志定位，受偏心差影响，在拍摄角度大的情况下定位精度较低。 为满足多种不同应用场景的需求，湖南科天健光电技术有限公司开发了一套新型编码标志解决方案，标志如图2所示，为12位环型编码，编码容量为331个，定位采用圆标志和中心对角标志相结合的方法，实测精度可达1/20像素，解码成功率为100% @ (标志边长>30 像素，拍摄角度<60度)。

图2 新型编码标志

本套编码标志解决方案具有以下特点：

1） 定位实测精度可达1/20像素。

2） 识别鲁棒性好，能适应各种应用场景，如复杂背景，环境光光照不均匀，标志大角度倾斜（最高可到70度），标志大小差异大等。

3） 软件自动化程度高，可采用全自动方式，不需要输入任何参数或人工干预。

    综上,科天健公司开发的新型成套编码标志解决方案具有定位精度高，解码可靠性高，编码容量大，软件自动化水平高等优点，在实际应用中一方面可保证和提高测量精度和可靠性；另一方面可实现自动化测量, 提高测量效率，在工业、科研和国防的摄影测量中有着广泛的应用市场。

图3 编码标志的实际应用（立体靶标定）

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