【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交会测量，具体提供一种大视场远距离多目相机内外参数标定装置及方法。
技术介绍
1、在图像测量应用中，为校正镜头畸变；确定物理尺寸和像素间的换算关系；以及确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相机成像的几何模型。常用方法是通过相机拍摄带有固定间距图案阵列平板、经过标定算法的计算，可以得出相机的几何模型，从而得到高精度的测量和重建结果。然而，对于远距离大视场的相机交会测量由于其覆盖面积大（几百米或者数千米），无法制作高精度的标定板来计算相机间内外参数。目前，有采用带有gps定位的无人机作为相机图像中标志点，无人机按照规定航迹飞跃相机视场来标定大视场相机参数的方法，但该方法有gps传输频率、无人机被风干扰等诸多影响因素，严重影响标定精度。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提供了一种大视场远距离多目相机内外参数标定装置，其包括：标志装置、多个测量站及计算装置；
2、标志装置，包括标志球、伸缩支撑杆、第一定位单元，所述伸缩支撑杆用于固定所述标志球并使所述标志球位于多个所述测量站的视场内，所述标志球安装于所述伸缩支撑杆的顶部，所述标志球为黑白相间竖条纹标志球，所述第一定位单元用于记录所述标志装置的空间位置信息，所述第一定位单元安装于所述标志球的内腔；
3、每一所述测量站均包括多目相机阵列单元、旋转单元、调平单元，所述调平单元用于调平所述旋转单元，所述旋转单元用于安装所述多目相机阵列单元并调整所述多目相机阵列
4、所述多目相机阵列单元用于获取包括所述标志球的图像信息；
5、所述计算装置用于根据所述图像信息、空间位置信息、位置及指向角度信息计算所述多目相机阵列单元的相机单元的内参数、所述多目相机阵列单元的外参数、多个所述多目相机阵列单元之间的外参数。
6、优选的，所述标志装置还包括供电单元、天线、远程控制开关，所述供电单元、所述远程控制开关均安装于所述标志球的内腔，所述天线安装于所述标志球的顶部，所述供电单元连接所述远程控制开关，所述远程控制开关连接所述第一定位单元，所述远程控制开关接收所述计算装置的控制信号以控制所述第一定位单元的通电及断电，所述第一定位单元通过所述天线发送所述空间位置信息至所述计算装置。
7、优选的，所述标志装置还包括防风绳，所述防风绳的一端连接所述伸缩支撑杆。
8、优选的，所述标志球的白色条纹为白色反光条纹，所述标志球的黑色条纹为黑色亚光条纹。
9、优选的，所述多目相机阵列单元为三乘二组合模式的六台拼接大视场相机。
10、优选的，所述调平单元为三角调平机构。
11、优选的，所述第二定位单元还包括差分主天线及差分从天线，所述差分主天线及所述差分从天线分别安装于对应的所述旋转单元的两侧。
12、优选的，所述第一定位单元、所述第二定位单元均为北斗和/或gps定位模块。
13、一种大视场远距离多目相机内外参数标定方法，其包括上述任一项所述的大视场远距离多目相机内外参数标定装置，所述大视场远距离多目相机内外参数标定方法包括：
14、s1：通过所述调平单元将对应的所述旋转单元调平；
15、s2：将标志杆立于多个测量站的交会区域，升起伸缩支撑杆，将标志球成像于每一所述多目相机阵列单元的视场内；
16、s3：所述计算装置远程启动所述第一定位单元；
17、s4：所述计算装置分别开启多个所述第二定位单元；
18、s5：所述计算装置记录所述标志装置的空间位置信息，所述计算装置记录多个所述测量站的位置及指向角度信息；
19、s6：所述计算装置将所述多目相机阵列单元的每个拼接大视场相机的图像区域分成多个子区域；
20、s7：所述计算装置控制旋转单元转动使所述标志球成像在所述多目相机阵列单元的第一拼接大视场相机的第一子区域中；
21、s8：所述计算装置采集当前的相机图像并记录当前的所述测量站的位置及指向角度信息、当前的所述测量站的俯仰角度，所述图像信息包括所述当前的相机图像、所述当前的所述测量站的位置及指向角度、所述当前的测量站的俯仰角度；
22、s9：重复s7，遍历所述第一拼接大视场相机的每个所述子区域；
23、s10：重复s9，遍历所述多目相机阵列单元的每个所述拼接大视场相机；
24、s11：重复s10，遍历多个所述测量站的所述多目相机阵列单元；
25、s12：所述计算装置检测识别所述多目相机阵列单元采集到的所述相机图像中所述标志球在图像中的位置；
26、s13：所述计算装置根据所述标志球在其中一所述拼接大视场相机中各个子区域的所述相机图像中的位置以及对应的所述图像信息计算相机的内参数；
27、s14：所述计算装置根据所述多目相机阵列单元的所述标志球在图像中的位置及对应的所述图像信息计算每一所述多目相机矩阵装置中的多个所述拼接大视场相机之间的外参角度关系；
28、s15：所述计算装置根据所述空间位置信息、所述位置及指向角度信息、所述图像信息计算两测量站的所述多目相机阵列单元的外参。
29、优选的，s12包括：
30、s121：采集原始标志球目标模板图像；
31、s122：采用sift算法，对标志球模板图像进行特征点提取；
32、s123：采集当前标定相机的标志球图像；
33、s124：采用sift算法，对标志球图像进行特征点提取；
34、s125：采用特征点匹配算法对所述原始标志球目标模板图像及所述标志球图像的特征点进行匹配，确定所述标志球在所述标志球图像中的位置；
35、s126：根据所述测量站与所述标志球的距离以及所述标志球的尺寸，计算所述标志球在所述标志球图像中的近似大小；
36、s127：根据所述标志球在所述标志球图像中的位置及所述标志球近似大小，在所述标志球图像中提取所述标志球的子区域图像；
37、s128：根据所述标志球的黑白条纹的灰度特征，在所述标志球的子区域图像中从上到下检测大于相邻区域或小于相邻区域的标志球边界点图像；
38、s129：对检测到的所述标志球边界点图像通过最小二乘圆拟合计算所述标志球在所述标志球图像中的圆形区域，从而计算出所述标志球在所述标志球图像中的精确位置；
39、s130：由于天线位于标志球正上方，根据计算得到的标志球圆心及半径，计算出所述天线在所述标志球图像中的位置。
40、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：一种大视场远距离多目相机内外参数标定装置，包括：标志装置、多个测量站及计算装置；标志装置，包括标志球、伸缩支撑杆、第一定位单元，所述伸缩支撑杆用于固定所述标志球本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大视场远距离多目相机内外参数标定装置，其特征在于，包括：标志装置、多个测量站及计算装置；
2.如权利要求1所述的大视场远距离多目相机内外参数标定装置，其特征在于，所述标志装置还包括供电单元、天线、远程控制开关，所述供电单元、所述远程控制开关均安装于所述标志球的内腔，所述天线安装于所述标志球的顶部，所述供电单元连接所述远程控制开关，所述远程控制开关连接所述第一定位单元，所述远程控制开关接收所述计算装置的控制信号以控制所述第一定位单元的通电及断电，所述第一定位单元通过所述天线发送所述空间位置信息至所述计算装置。
3.如权利要求1所述的大视场远距离多目相机内外参数标定装置，其特征在于，所述标志装置还包括防风绳，所述防风绳的一端连接所述伸缩支撑杆。
4.如权利要求1所述的大视场远距离多目相机内外参数标定装置，其特征在于，所述标志球的白色条纹为白色反光条纹，所述标志球的黑色条纹为黑色亚光条纹。
5.如权利要求1所述的大视场远距离多目相机内外参数标定装置，其特征在于，所述多目相机阵列单元为三乘二组合模式的六台拼接大视场相机。
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