GS18 I如何能快速简便地进行如此精确的测量？

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。由于其精确的传感器融合，可以在现场立即测量图像中不可访问的点。我解释说关于视觉定位与徕卡GS18 I的问答GS18 I如何捕获和处理图像。有了这个专家的洞察力，我们将更进一步。我将介绍一些摄影测量的基本原理，并进一步了解自动匹配过程，允许测量图像中的测量坡度点莱卡俘虏．

怎么可能只在图像中选择一个点来测量点呢?

捕获图像组后，Captivate立即对GS18 I数据进行处理，计算出每个图像的位置和方向。因此，用户可以选择一幅图像，点击其中的一个点，按下测量和“瞧！-三维点坐标已经在全局坐标系中计算过了。如你所见，在图像中测量点的工作流程是轻松和直接的。这是可能的，多亏了高度精确和可靠点匹配算法在Captivate(通常被称为AR跟踪)上运行。
这似乎相对简单。但是你有没有问过自己这些分数到底是如何匹配的？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。

摄影测量学是一门根据图像进行测量的科学。通过在局部坐标系中定位和定向的图像，可以重建一个点的位置。一个目标点的位置可以通过与图像射线束相交来确定，如图1所示。

图1:图像射线相交束

更具体地说，图像光线从相机的透视中心开始，穿过标记的图像点并到达无穷远，如图2所示。

图2:透视中心和图像射线

我们要测量的物体点可以是像射线上的任意点。为了计算那个点的准确位置，至少需要两条空间分离的图像射线相交于一点。这两条射线必须由两个不同的像来定义。通过增加用于重建的图像射线的数量，可以提高位置精度。

为了定义图像射线的方向，用户通常需要在每个图像中手动标记点。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个步骤，演示了它如何自动匹配其他捕获的图像中的标记点。

如图所示，通过在选定的图像中标记一个点，将计算出相应的图像射线。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。点匹配算法通过连接两个透视中心和基线自动做到这一点。现在，使用基线和第一图像射线，就可以创建一个平面。这架飞机就是所谓的核面，并与第二幅图像相交于红线纵向线．

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沿极线的某处。因此，该算法仅沿该直线搜索最佳匹配。首先，Captivate定义了模板矩阵，围绕第一幅图像标记点的19 x 19灰度像素矩阵。在动画中，模板矩阵由绿色框定。在第二幅图像中，该算法检测点位于极线的哪一段，并仅沿该段进行矩阵扫描。通过这样做，减少了处理时间。在扫描过程中，该算法为沿极线选定部分的每个点提取19 x 19像素矩阵。

在下一步中，算法将搜索最佳模板匹配。因此，将从第二图像提取的每个矩阵与第一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实现的。提取的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以亚像素精度查找点的准确位置。Captivate使用蓝色符号将此匹配点可视化，并显示在该点匹配的所有图像中。

点匹配算法有多聪明？

在开发点匹配算法时，目标是创建一个与人类视觉一样擅长匹配的算法。然而，很明显，人工智能和人类智能的工作方式不可能完全相同。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(左)标记的点，在另一幅图像(右)匹配的点

在图3的左边屏幕上，在图像中选择了管道上的一个点。在右侧屏幕上，在图像组的另一幅图像中自动匹配相同的点。一位GS18 I用户问了一个很好的问题:“怎么可能自动匹配其他图像中标记的点?”在我看来，这条管道上的每一个点都是一样的，我无法在这条管道上看到一个独特的点，我可以在两张图像中手动匹配。那么，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一个点时，匹配算法首先为每幅图像创建一条极线。然后，该算法沿极线搜索点的最佳匹配。如图4所示，极线与管道上的红线相交，在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分辨的两幅图像中的点。

图4:极线

传感器融合、摄影测量和跨功能开发，解决测量人员的问题

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在一起。摄影测量和传感器融合的独特结合简化了传统摄影测量工作流程。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。通过这种方式，用户可以轻松地测量图像中的点，具有测量级别的精度。不仅可以在现场进行图像映射，同样的工作流程也可以在办公室继续进行徕卡无穷．

在GNSS团队中，我们不断推动边界，开发新的解决方案，以解决测量人员的问题。通过开发一种传感器，为测量具有挑战性的点提供了简单的解决方案，我们希望扩展测量人员在使用GNSS探测车进行测量时的可能性。通过GS18 I，我们无疑证明了，即使是最大的挑战，也可以通过协同的团队合作来掌握。我们这样做是为了让用户在使用GNSS探测车时能够准确可靠地进行远程测量。

了解更多关于徕卡GS18我,请访问:www.secondwindkites.com/GS18I