專利名稱：一種交會對接用相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
CCD光學(xué)成像敏感器是交會對接任務(wù)的關(guān)鍵測量部件，由CCD相機(jī)和目標(biāo)標(biāo)志器 組成。CCD相機(jī)安裝在追蹤器上，目標(biāo)標(biāo)志器按安裝在目標(biāo)飛行器上。其功能是在追蹤器與 目標(biāo)飛行器交會對接時在一定距離范圍內(nèi)，通過CCD相機(jī)對目標(biāo)標(biāo)志器成像和測量，得到 光學(xué)敏感器坐標(biāo)系相對于目標(biāo)標(biāo)志器坐標(biāo)系的相對位置和相對姿態(tài)角。CXD光學(xué)成像敏感器研制難點(diǎn)之一是要求在一定距離范圍內(nèi)具有較高的位置和姿 態(tài)測量精度?，F(xiàn)有方法主要使用利用了固定模板信息和成像點(diǎn)的信息，可計(jì)算出攝相機(jī)的 內(nèi)部參數(shù)。在單目視覺實(shí)時測量系統(tǒng)中，需要對成像點(diǎn)的畸變實(shí)時矯正，來得到理想像點(diǎn) 的坐標(biāo)，并由此計(jì)算出目標(biāo)與相機(jī)間的位姿參數(shù)。例如^iang Zheng-you,A flexible new technique for camera calibration, Technical Report MSR-TR-98-71,1998 所公開的 標(biāo)定方法，標(biāo)定過程中由于采用固定模版不能保證沿視線方向位置測量高精度的實(shí)現(xiàn)，而 且對固定模版的測量會對標(biāo)定結(jié)果產(chǎn)生很大影響，從而影響CCD光學(xué)成像敏感器的正常測 量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)難以同時實(shí)現(xiàn)位置和姿態(tài)測量精度，以 及沿視線方向位置測量精度較低的技術(shù)難題，提出了一種交會對接用相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種交會對接用相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定方法，步驟如下(1)建立CXD相機(jī)坐標(biāo)系，原點(diǎn)為C⑶相機(jī)上放置的基準(zhǔn)鏡相互垂直的三個面的過 十字刻線中心的法線在空間上的交點(diǎn)，所述三個面中法線與基準(zhǔn)鏡前端面法線平行的鏡面 的法線方向?yàn)閆軸，指向大地方向的基準(zhǔn)鏡面的法線方向?yàn)閅軸，X軸與Y軸和Z軸符合右 手定則；(2)選取均勻覆蓋相機(jī)測量距離和相機(jī)視場的點(diǎn)作為已知測點(diǎn)，利用CCD相機(jī)對 已知測點(diǎn)測量，對相機(jī)的相面中心坐標(biāo)\，yp和焦距fp進(jìn)行標(biāo)定，步驟為(21)選取相機(jī)中心坐標(biāo)和焦距的初值<，YpJ1p(22)計(jì)算 Fk = (f1 f2，· · ·，fn) (f1 f2，· · ·，fn)T，其中
權(quán)利要求
1. 一種交會對接用相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定方法，其特征在于步驟如下(1)建立CCD相機(jī)坐標(biāo)系，原點(diǎn)為CCD相機(jī)上放置的基準(zhǔn)鏡相互垂直的三個面的過十字 刻線中心的法線在空間上的交點(diǎn)，所述三個面中法線與基準(zhǔn)鏡前端面法線平行的鏡面的法 線方向?yàn)閆軸，指向大地方向的基準(zhǔn)鏡面的法線方向?yàn)閅軸，X軸與Y軸和Z軸符合右手定 則；(2)選取均勻覆蓋相機(jī)測量距離和相機(jī)視場的點(diǎn)作為已知測點(diǎn)，利用CCD相機(jī)對已知 測點(diǎn)測量，對相機(jī)的相面中心坐標(biāo)\，yp和焦距fp進(jìn)行標(biāo)定，步驟為(21)選取相機(jī)中心坐標(biāo)和焦距的初值<，YipJip(22)計(jì)算Fk = (f1 f2，. . .，fn) (f1 f2，. . .，fn)T，其中
全文摘要
交會對接用相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定方法，是一種基于光學(xué)外標(biāo)法對相機(jī)有效焦距和圖像中心進(jìn)行標(biāo)定并精確建立相機(jī)坐標(biāo)系的方法，通過利用光學(xué)鏡頭光軸指向基準(zhǔn)建立相機(jī)視線方向的坐標(biāo)軸和相機(jī)測量數(shù)學(xué)模型中焦距隨距離變化而變化的思想建立有效焦距曲線等方法，解決了難以同時實(shí)現(xiàn)位置和姿態(tài)測量精度，以及沿視線方向位置測量精度較低的技術(shù)難題。
文檔編號G06T7/00GK102096918SQ20101062383
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉魯, 張麗華, 王京海, 王艷寶, 趙春暉, 郭紹剛, 高文文, 龔德鑄 申請人:北京控制工程研究所