第二章 文獻回顧
第一節 車載影像應用與定位定向
車載影像(Vehicle-based Images)是由安裝在測量車上的相機拍攝取得。
測量車拍攝都市區的影像包含建物、行經的道路以及道路旁的相關標誌等 (Kang, Zlatanova, and Gorte, 2007)。測量車拍攝影像的特點為方便性和快速 性，因此測量車的應用廣泛，若應用於建物模型建置，車載影像解析度高，
測量車屬於移動式的測繪系統(Mobile Mapping System, MMS)，其結 合 GNSS 和 INS(Bäumker and Heimes, 2001；李玉華、江凱偉、饒見有，
‧
‧
易不穩定(藍文浩，2011；Eugster, Huber, Nebiker, and Gisi, 2012；Cavegn et al., 2016；林舒葦，2016)。Eugster 等人(2012)使用直接地理定位和整合地 理定位(Integrated Georeferencing, IG)加鬆散耦合卡爾曼濾波，計算出的車 子行進軌跡成果進行比較。整合地理定位在 GNSS 訊號較差的區域，利用Cavegn 等人(2016)亦使用直接地理定位與影像為基礎的地理定位( Image-based Georeferencing)，即以光束法平差執行影像定位定向，取得車載前拍 影像外方位參數執行前方交會計算檢核點的均方根誤差(Root Mean Sqaure
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 1 直接地理定位與影像為基礎的地理定位成果比較圖(Cavegn et. al, 2016)
測量車取得的車載影像執行光束法平差時具有網形強度較弱，而且車 載影像中的比例尺差異較大、車載影像視差角較小、地物遮蔽的限制(藍 文浩，2011；林舒葦，2016)。藍文浩(2011)使用車載前拍影像，兩台相機 基線長 1.65m，相機拍攝平均距離約 30m 的物體，視差角大約 3.15 度(如 圖 2)，由於相機與基線比不足，導致網形幾何不佳、視差角較小，以及 車載前拍影像的像對間比例尺差異大，使用 SIFT 演算法匹配車載影像因 比例尺的差異大有錯誤匹配的情形。而網形幾何不佳和視差角較小造成在 光束法平差時少量的錯誤匹配點，易使網形變形而無法解算。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 2 視差角較小示意圖(藍文浩，2011)
為克服方法上述問題，在改善車載影像匹配錯誤的部分，藍文浩 (2011) 使用 SIFT 演算法匹配車載前拍影像後，增加影像張數來增加共軛 匹配點的視差角度和網形強度，並且以x 視差的方式，當 x 視差(如圖 3 所 示)大於門檻值 150 像元時，將錯誤匹配點剔除；此外因使用車載前拍影像，
接近影像中心的物點視差角接近 0 度，也將接近影像中心的共軛匹配點對 剔 除 ；Choi 等 人 (2013) 為 取 得 較 正 確 的 連 結 點 ， 影 像 匹 配 使 用 KLT(Kanade-Lucas-Tomas)演算法，而為了移除於影像上為移動物體上的 點，先使用多張影像外方位參數的初始值，利用共線式去計算各張影像共 同點的物空間三維坐標，接著逐張檢查，利用計算出的共同點物空間三維 坐標和該張外方位參數的初始值投影計算共同點的影像坐標，若投影後共 同點的影像坐標與匹配出共同點的影像坐標差值很大，則該共同點對應到 物空間應為移動物體需刪除。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 3 x 視差示意圖(藍文浩，2011)
提升影像定位定向的精度有：增加攝影站數、增加控制點、增加基線 物距比可以提高物空間精度。但考量到相機的基線受限於車體的寬度無法 大幅增加基線物距比，因此著重於增加攝影站數、增加控制點(林舒葦，
2016)。林舒葦(2016)測試在曲率較小(1/265m)彎道的航帶，除測區兩端也 在測區內約每 60m 佈設控制點，在曲率較大(1/21m)彎道的測區，需額外 在前後重疊率低的像對多佈控制點。
前述藍文浩、林舒葦、Cavegn 等人皆使用車載前拍的影像，然在車載 側拍影像部分並未著墨。若應用於建物的紋理敷貼，車載側拍影像涵蓋建 物街景較大，可敷貼的紋理範圍較多，因此本研究探討車載側拍影像進行 影像定位定向，期待供後續應用之參考。而車載側拍影像仍會有上述提及 網形強度較弱且車載影像中的比例尺差異較大、車載影像視差角較少、地 物遮蔽等問題，本文旨於滿足建物 LOD3 模型精度前提下，探討車載側拍 影像定位定向之精度，因此前人提及如增加攝影站數、增加控制點可提升 物空間精度的考量因素，亦將納入本研究中探討；而近景攝影測量中，線 特徵加入影像定位定向亦為提升物空間精度的因素之一，亦將於研究中一
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
併分析。下節將詳述線特徵於近景攝影測量中影像定位定向提升精度之文 獻。