[發(fā)明專利]一種激光跟蹤視覺導(dǎo)引測量系統(tǒng)的全局校準(zhǔn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910083024.7
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101532821A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏振忠;孫文;張廣軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 王黎延;周義剛

1.一種激光跟蹤視覺導(dǎo)引測量系統(tǒng)的全局校準(zhǔn)方法，其特征在于，該方法包括：

確定視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系和激光跟蹤儀坐標(biāo)系；

放置平面靶標(biāo)至少三次，獲取每個放置位置下，所述平面靶標(biāo)所在靶標(biāo)平面分別在所述視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系和所述激光跟蹤儀坐標(biāo)系中的平面方程；

根據(jù)所獲取平面方程的系數(shù)，計算視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系和激光跟蹤儀坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系，

所述計算視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系和激光跟蹤儀坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系為：計算視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系和激光跟蹤儀坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矢量，其中，

計算旋轉(zhuǎn)矩陣包括：

建立一目標(biāo)函數(shù)，計算旋轉(zhuǎn)矩陣的線性解；

引入旋轉(zhuǎn)矩陣的正交約束，再建立另一目標(biāo)函數(shù)，以所述線性解為初值，通過非線性優(yōu)化方法求得旋轉(zhuǎn)矩陣的最優(yōu)解；

計算平移矢量包括：

建立目標(biāo)函數(shù)；

通過最小二乘線性回歸法求得平移矢量的最終解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述放置平面靶標(biāo)為：將平面靶標(biāo)放置于所述視覺系統(tǒng)與所述激光跟蹤儀的公共測量區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述獲取平面靶標(biāo)所在靶標(biāo)平面在所述視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系中的平面方程為：

確定視覺系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)；

根據(jù)所述內(nèi)部參數(shù)確定平面靶標(biāo)相對于視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矢量；

根據(jù)所確定的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矢量，獲取靶標(biāo)平面在視覺系統(tǒng)坐標(biāo)系中的平面方程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述獲取平面靶標(biāo)所在靶標(biāo)平面在所述激光跟蹤儀坐標(biāo)系中的平面方程為：

在激光跟蹤儀的連續(xù)測量狀態(tài)下，將目標(biāo)反射球在靶標(biāo)平面上滑動，根據(jù)記錄的滑動過程中的球心坐標(biāo)序列，采用特征值法擬合出反射球球心平面方程；

根據(jù)靶標(biāo)平面的單位法向量與所述球心平面的單位法向量相同，確定靶標(biāo)平面的單位法向量；

將所述球心平面沿法線反向平移一個球半徑，求得激光跟蹤儀坐標(biāo)系坐標(biāo)原點到靶標(biāo)平面的距離；

獲取靶標(biāo)平面在激光跟蹤儀坐標(biāo)系中的平面方程。