Photoscan 相机校准 优化图片对齐方式 Optimization光束平差_photo scan照片对齐是什么意思

Agisoft Photoscan 是一款基于影像自动生成高质量三维模型的优秀软件，在地理信息、3D建模方面被广泛使用。 

Photoscan可生成高分辨率真正射影像，以及带精细色彩纹理的DEM模型，自动化的工作流程，生成专业级别的摄影测量数据。

在生成正射影像和DEM的操作过程中，一般步骤为：添加照片，对齐照片，添加控制点（标记），接下来往往很多人忽视了优化对齐（Optimization，即光束平差），直接下一步生成密集点云。优化对齐的目的是获得更高的精度、更小的误差，若没有这一步，生成的密集点云误差大，导致后面的3D模型不准确。计算相机的内方位和外方位元素时，为了获取更高的精度和改进可能出现的变形，需要运行优化程序。例如通过对齐图片所产生的连接点组成的平面是微微弯曲的（“碗效应”），通过优化图片对齐方式可以将这一平面调整，减小失真。

如果地面控制点坐标已知，且十分精确（例如使用无人机时，几厘米的误差），这步尤其重要。操作步骤如下（不同的Photoscan版本步骤相似）：

单击“参考”窗格中的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据从列表中选择相应的坐标系。在测量精度部分设置以下参数，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：

根据地面控制点坐标数据，在下拉列表中选择相应的坐标系统。

相机精度（m）：（根据测量精度指定）

相机精度（deg）：（degree，根据测量精度指定）

Marker accuracy：（控制点精度，对控制点坐标误差产生影响）假设无人机测量真实的控制点精度达到0.2m，建议设置为0，此时软件会假定控制点坐标准确值已知，以获取更准确的结果。

Scale bar accuracy：（标尺精度）

图像坐标投影精度

连接点精度（Tie point accuracy）

在参考面板上，取消选中所有照片，勾选的标记是控制点，未勾选的标记为验证点，可评估优化结果。选择“工具”——“优化图片对齐方式”，或者单击参考窗格工具栏上的优化按钮。该步骤是镜头校准，支持整个相机的估计校准矩阵，包括非线性失真系数。PhotoScan在对齐照片过程中会自动计算校准参数，但是如果对准结果不稳定，例如，由于缺乏图像之间的结合点，就需要镜头校准。下面介绍各参数（来自软件说明书）：

f   Focal length measured in pixels. 以像素为单位测量的焦距。

cx  cy   Principal point coordinates, i.e. coordinates of lens optical axis interception with sensor plane in pixels. 主点坐标，即镜头光轴与传感器平面相交的坐标，单位为像素。

b1  b2   Affinity and Skew (non-orthogonality) transformation coefficients. 匹配和倾斜(非正交)转换系数。

k1  k2  k3  k4   Radial distortion coefficients. 径向畸变系数。

p1  p2  p3  p4   Tangential distortion coefficients. 切向畸变系数。

有很多的算法，设置可以如下：f、cx、cy、k1、k2选，b1、b2、k3、k4可试验，p不选，Fit rolling shutter不勾选。

          

Notes: 

1. 只有在校准过后p1、p2不等于0时，p3、p4才可用于优化。

2. 若已建模型，优化后被清除，必须重建模型几何图形。

3. 可以对控制点进行调整，通过在模型上观察创建的标记点是否位于控制点中央，如果不在，可在照片中对标记点进行调整。

4. 在无人机空三加密中，是先导入控制点（GCP）坐标，照片识别GCP并刺入，每刺入一个GCP就执行一次优化，调整标记位置，至全部优化完，误差满足要求即完成。

5. 其他文章有说优化前需删除照片坐标数据，避免影响优化对齐结果，如果是高精度坐标可以留着辅助优化，大家可尝试。

一次优化对齐后，可重复多次，降低连接点与控制点误差，提高模型精度。

1)将输出报告中的实际参数再次输入参考设置中，估计值再次输入源中，点击“更新” ；

2)查看标记误差错误error(像素pix)、标尺误差error(m)，照片误差。右键标记点——显示信息，可查看具体照片的误差值，调整标记坐标，再次执行优化对齐，控制点与验证点、标尺的误差会进一步降低，直至误差满足要求。这可能会导致标记与标尺数据与实际测量相差较大，原因是实地测量的人为误差与Photoscan建立空间坐标系的误差。

 

Notes: 

1. 照片、标记、标尺的误差具体介绍解释可参考软件英文介绍，链接 Agisoft Photoscan 英文介绍英文教程-相机标定、镜头校准、优化、坐标系设置

2. 标记误差太大，可以酌情删除高误差值的个别照片上的同一标记点。

3. 有篇文献供大家参考：

张兴义,甄怀才等. 基于PhotoScan的径流小区三维重建参数优化. 农业机械学报, 2019, 50(12): 144-150+230. 

最后，本文仅介绍了Photoscan校准优化相关内容，有疏漏错误或者其他操作步骤欢迎大家评论、私信指正、补充、交流！

散的击击“参考”窗格中单击的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据选择相应的坐标系。在测量精度部分为参数设置以下值，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：

单单击“参考”窗格中的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据从列表中选择相应的坐标系。在测量精度部分为参数设置以下值，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：击“参考”窗格中的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据从列表中选择相应的坐标系。在测量精度部分为参数设置以下值，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：

单单击“参考”窗格中的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据从列表中单击“参考”窗格中的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据从列表中选择相应的坐标系。在测量精度部分为参数设置以下值，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：选择相应的坐标系。在测量精度部分为参数设置以下值，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：击“参考”窗格中的“设置”按钮，然后在“参考设置”对话框中根据控制点（GCP）坐标数据从列表中选择相应的坐标系。在测量精度部分为参数设置以下值，并检查是否选择了与用于测量GCP的系统相对应的有效坐标系：