如何快速和简单的测量与GS18我是如此准确?

的徕卡GS18我是一款多功能且易于使用的GNSS漫游者，它使用视觉定位技术来远程测量图像中的点。该系统集成了一个GNSS传感器、一个IMU和一个摄像头。由于其最精确的传感器融合，可以立即在现场测量图像中不可达的点。我解释说视觉定位与徕卡GS18的问答GS18 I如何捕捉和处理图像。有了这一专家的见解，我们将更进一步。我将描述一些摄影测量的基本原理，并进一步研究自动匹配过程，该过程允许测量图像中的测量等级点徕卡吸引．

如何可能测量点只选择一个点在一个图像?

捕获一组图像后，Captivate立即处理GS18 I数据，并计算每个图像的位置和方向。因此，用户可以选择一个图像，点击其中的一个点，按下测量键，然后“瞧!3D点坐标已经在全局坐标系中计算出来了。正如您所看到的，图像中测量点的工作流程是轻松和直接的。由于高度精确和可靠，这是可能的点匹配算法在Captivate上运行(通常被称为AR跟踪)。
这似乎相对简单。但是你有没有问过自己这些点到底是如何匹配的?为了回答这个问题，我将首先解释摄影测量学的一些基本原理。

摄影测量学是从图像中进行测量的科学。一个点的位置可以由在局部坐标系中定位和定向的图像重建。一个物体点的位置可以通过像射线束的相交来定义，如图1所示。

图1:相交的图像射线束

更具体地说，一条成像射线从相机的透视中心开始，穿过标记的成像点，直到无穷远，如图2所示。

图2:透视中心和成像光线

我们想要测量的目标点可以是沿着图像射线的任何一点。为了计算该点的确切位置，至少需要两条空间上分离的像射线相交于一点。这两条射线必须由两个不同的图像定义。通过增加用于重建的图像射线的数量，位置精度将得到提高。

为了定义图像射线的方向，用户通常必须手动标记每个图像中的点。当使用GS18 i捕获的图像时，这是不需要的。下面的视频很好地动画了点匹配算法的每一步，演示了它如何自动匹配其他捕获的图像中标记的点。

如动画所示，通过在选定的图像中标记一个点，将计算相应的图像射线。为了定义第二幅图像射线的方向，必须在第二幅图像中标记相同的点。点匹配算法通过用基线连接两个透视中心来自动完成这一点。现在，使用基线和第一个图像射线，可以创建一个平面。这架飞机就是所谓的核面，它与第二幅图像沿着红线相交，这条线叫做纵向线．

外极线对于点匹配算法至关重要，因为在第一幅图像中选择的点位于第二幅图像中的外极线的某个位置。因此，算法只沿着这条线搜索最佳匹配。首先，Captivate定义了一个模板矩阵，一个围绕第一幅图像的标记点的19 x 19的灰度像素矩阵。在动画中，模板矩阵是由绿色边框。在第二幅图像中，算法检测在哪段极线的点是定位的，并使矩阵扫描只沿这段。这样做可以减少处理时间。在扫描过程中，该算法沿着极线段的选定部分为每个点提取一个19 x 19像素的矩阵。

在下一步中，算法搜索最佳模板匹配。因此，将从第二幅图像中提取的每个矩阵与第一幅图像的模板矩阵进行比较。这是通过计算矩阵之间的相关性来完成的。提取出与模板相关性最高的矩阵作为最佳匹配。Captivate然后使用该矩阵的周围像素来找到点的精确位置，具有亚像素精度。Captivate用蓝色符号将这个匹配点可视化，它出现在匹配点的所有图像中。

点匹配算法有多智能?

在开发点匹配算法时，其目标是创建一种与人类视觉匹配能力相当的算法。然而，很明显，人工智能和人类智能不能以完全相同的方式工作。例如，在许多用例中，点匹配算法很容易匹配用户无法匹配的点。请看图3中的示例。

图3:在一幅图像中标记的点(左)和在另一幅图像中匹配的点(右)

在图3的左侧屏幕上，图像中选择了管道上的一个点。在右边的屏幕上，相同的点会在图像组的另一个图像中自动匹配。一位GS18的用户问了一个很好的问题:“怎么可能自动匹配其他图像中的标记点?”流水线上的每个点对我来说都是一样的，在流水线上我看不到一个唯一的点，我可以在两个图像中手动匹配。如果我做不到，算法怎么能做到呢?”

答案很简单。如前所述，当在一幅图像中标记了一个点时，匹配算法首先为每幅图像创建一个外极线。然后沿着极线搜索点的最佳匹配点。如图4所示，极线与管道上的红线相交，在相交点处找到最佳匹配。这就是为什么算法很容易匹配人眼无法区分的两幅图像中的点。

图4:外极线

传感器融合、摄影测量和跨功能开发，解决测量师的问题

视觉定位技术是利用摄影测量原理进行远程点测量。此外，传感器融合使GS18 I能够将GNSS和IMU数据与捕获的图像结合起来。摄影测量和传感器融合的独特结合简化了传统的摄影测量工作流程。此外，点匹配算法加快了测量过程，甚至可以帮助用户测量图像中手工无法匹配的点。这样，用户可以轻松地测量图像中的点，具有测量级的精度。不仅可以在现场从图像映射，而且同样的工作流程也可以在办公室中继续徕卡无穷．

在GNSS团队中，我们不断地推动边界，开发新的解决方案，解决测量员的问题。通过开发一种传感器，为测量具有挑战性的点提供一个简单的解决方案，我们希望扩展测量人员在使用GNSS漫游者进行测量时的可能性。通过GS18 I，我们毫无疑问地证明了即使是最大的挑战，也可以通过团队协作来掌握。我们这样做是为了让我们的用户在使用GNSS漫游者时，能够准确可靠地进行测量级精度的远程测量。

了解更多有关徕卡GS18我,请访问:www.secondwindkites.com/GS18I