【技术实现步骤摘要】
虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法
本专利技术涉及旋转光学测量系统
，具体涉及一种虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法。
技术介绍
近年来，基于摄影测量原理的光学测量方法以其速度快、非接触、精度高、灵活性强等优点得到了迅速发展。光学测量是坐标测量、轨迹测量或曲面重建的有效方法之一。它广泛应用于三维传感器测量、全景图像拼接、航空航天、国防建设、工业制造等各个领域。在大视场或360°环形测量中，由于摄像机视场的限制，需要将摄像机固定在旋转装置上形成旋转光学测量系统，对目标进行扫描测量。通过对摄像机旋转获得的多个视场数据进行拼接，可以得到被测物体的三维信息。目前，大多数旋转光学测量系统都是基于全站仪或经纬仪与摄像机的结合。例如：将普通数码相机安装在全站仪的水平轴支架上，构成计算机辅助摄影测量系统(CAPS)；将内部参数已知的量测型数码相机安装在全站仪的望远镜上，构成摄影全站仪系统(PTSS)的测量系统，扩大测量视场和提高测量精度；也可将经纬仪和摄像机组成大视角精密测量系统(TCs)。全站...
【技术保护点】
1.一种虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、构建旋转光学测量系统；/nS2、基于旋转光学测量系统建立用于转台中心和摄像机光心对准的虚拟坐标系；/nS3、对旋转光学测量系统的摄像机标定得到摄像机的内外参数，并计算摄像机光心在世界坐标系下的位置坐标；/nS4、根据摄像机的内外参数计算摄像机坐标系与虚拟坐标系之间的旋转矩阵；/nS5、利用旋转矩阵将摄像机光心通过虚拟坐标系映射到世界坐标系下与标靶平面垂直且平行于标靶上边缘的虚拟平面上；/nS6、对映射后的摄像机光心采用最小二乘平面圆拟合得到拟合圆心，作为转台中心与摄像机光心对准。/n
【技术特征摘要】
1.一种虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、构建旋转光学测量系统；
S2、基于旋转光学测量系统建立用于转台中心和摄像机光心对准的虚拟坐标系；
S3、对旋转光学测量系统的摄像机标定得到摄像机的内外参数，并计算摄像机光心在世界坐标系下的位置坐标；
S4、根据摄像机的内外参数计算摄像机坐标系与虚拟坐标系之间的旋转矩阵；
S5、利用旋转矩阵将摄像机光心通过虚拟坐标系映射到世界坐标系下与标靶平面垂直且平行于标靶上边缘的虚拟平面上；
S6、对映射后的摄像机光心采用最小二乘平面圆拟合得到拟合圆心，作为转台中心与摄像机光心对准。
2.根据权利要求1所述的虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法，其特征在于，所述步骤S1构建的旋转光学测量系统具体包括：
一旋转台、由两个相互垂直的平移台组成并设置在所述旋转台上的伺服控制单元、一设置在所述伺服控制单元上的摄像机、一设置在所述摄像机前方的棋盘格标靶以及一执行对准方法的处理单元。
3.根据权利要求1或2所述的虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法，其特征在于，所述步骤S2基于旋转光学测量系统建立用于转台中心和摄像机光心对准的虚拟坐标系具体为：
基于步骤S1构建的旋转光学测量系统中棋盘格标靶所处的世界坐标系建立用于转台中心和摄像机光心对准的虚拟坐标系，所述虚拟坐标系的原点设置于摄像机光心，所述虚拟坐标系的Xp轴与世界坐标系的Yw轴平行且同向设置，所述虚拟坐标系的Yp轴与世界坐标系的Xw轴平行且同向设置，所述虚拟坐标系的Zp轴与世界坐标系的Zw轴平行且反向设置。
4.根据权利要求3所述的虚拟坐标系辅助摄像机标定的旋转光学测量系统对准方法，其特征在于，所述步骤S3对旋转光学测量系统的摄像机进行标定，得到摄像机的内外参数具体为：
利用步骤S1构建的旋转光学测量系统中的摄像机拍摄多幅不同角度的标靶图像；
根据小孔成像模型，对标靶图像采用张氏标定方法计算多个单应性矩阵；
利用单应性矩阵计算摄像机的内外参数，并计算摄像机光心在世界坐标系中的位置坐标；
其中摄像机的内部参数包括摄像机内部参数矩阵，摄像...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文静，侯艳丽，苏显渝，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。