[發(fā)明專利]月球車避障系統(tǒng)激光點陣器標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010188477.9
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101832772A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 范生宏;范欽紅;陳小婭;李春艷;王立;龔德鑄;周建濤
• 申請（專利權）人: 鄭州辰維科技有限公司;北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01C25/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

1.一種月球車避障系統(tǒng)激光點陣器標定方法，其特征在于，由以下步驟實現：

(1)、用攝影測量相機對激光點拍照，將雙相機固定在測量相機專用支架上，在開始標定點陣器之前，對兩臺相機內參數標定，然后再對雙相機的相對參數進行標定，組成雙相機測量系統(tǒng)，沿一條光束光路方向上取點，利用已經標定好的雙相機攝影測量系統(tǒng)對激光點的光斑進行成像拍攝；

(2)、對所拍攝的圖像進行處理，得到兩張照片上標志點的像點坐標：

用激光點陣器標定軟件對所拍攝的圖像進行處理，得到兩張照片上標志點的像點坐標(x，y)；

(3)、利用攝影測量相機的內參數進行三角測量，得到三維坐標(X，Y，Z)；

(4)、利用步驟2處理過的照片得到激光點在雙相機攝影測量系統(tǒng)下三維坐標，利用處理過的照片，通過三角測量原理計算激光點光斑在雙相機攝影測量系統(tǒng)下的三維點坐標(X′，Y′，Z′)；

(5)、建立雙相機和支架上標志點和坐標系之間關系，方法是：

①、將回光反射標志和編碼標志的標定場放置在實驗室，形成標定場；

②、對該標定場用數字攝影測量系統(tǒng)對標定場測量標志進行測量，數字攝影測量系統(tǒng)是由V-STARS數字攝影軟件、INCA3智能相機、自動定向棒、兩根長度為1096mm的基準尺組成，并將測量點坐標轉換到控制場坐標系下；

③、在距離標定場2±0.2米用雙相機對標定場內的標志點拍照40張，對所拍照片進行圖像處理，利用三角測量，得到標志點在雙相機系統(tǒng)下的三維坐標(X，Y，Z)；

④、用CMN工業(yè)測量系統(tǒng)建立經緯儀測量坐標系，CMN工業(yè)測量系統(tǒng)包括CMN測量軟件，兩臺電子經緯儀、一臺全站儀，一根長度為1007.8毫米的基準尺；

相機支架上安裝有4個圓形回光反射標志，分布在相機十字支架的4個端點；

用經緯儀測量系統(tǒng)測量相機支架上的標志點，得到4個標志點在經緯儀測量坐標系下坐標(X_i0，Y_i0，Z_i0)(i＝1～4)；即得到經緯儀系統(tǒng)和相機支架之間關系；

⑤、用CMN工業(yè)測量系統(tǒng)對標定場內標志點坐標進行測量，得到標定場內標志點在經緯儀系統(tǒng)下的坐標(X1，Y1，Z1)，與本步驟③中?已知標定場內標志點在雙相機系統(tǒng)下的三維坐標(X，Y，Z)，利用公共點轉換，得到經緯儀系統(tǒng)和雙相機系統(tǒng)之間關系；

⑥、用相機支架和經緯儀系統(tǒng)之間關系及經緯儀系統(tǒng)和雙相機系統(tǒng)之間關系，通過坐標系傳遞，得到相機支架和雙相機之間關系與雙相機和支架上標志點之間關系；

(6)、建立激光點在支架標志點坐標系下坐標

用激光點在雙相機系統(tǒng)下的坐標(X′，Y′，Z′)及相機支架和雙相機系統(tǒng)之間的關系，通過測量軟件建立以相機支架左端標志點為原點的坐標系，得到激光點在相機支架坐標系下坐標(X1′，Y1′，Z1′)；

(7)、建立經緯儀坐標系，用CMN工業(yè)測量系統(tǒng)建立經緯儀測量坐標系；

(8)、確立經緯儀坐標系和支架上標志點坐標系關系，利用經緯儀測量系統(tǒng)對相機支架上標志點進行測量，得到相機支架和經緯儀系統(tǒng)之間關系；

(9)、確立經緯儀坐標和點陣器基準鏡坐標系關系，用CMN工業(yè)測量系統(tǒng)對點陣器上安裝的基準鏡進行準直測量，將激光點陣器坐標系統(tǒng)一到經緯儀測量系統(tǒng)坐標系下，確定基準鏡坐標系的方向，最終建立基準鏡坐標系；

(10)、建立激光點在經緯儀坐標系下坐標，用激光點在相機之間坐標系下坐標(X1′，Y1′，Z1′)及相機支架坐標系和經緯儀坐標系之間關系，得到激光點在經緯儀坐標系下的坐標(X2′，Y2′，Z2′)；

(11)、建立激光點在基準鏡坐標系下坐標，根據點陣器基準鏡坐標系和經緯儀坐標系之間關系與激光點在經緯儀坐標系下的坐標(X2′，Y2′，Z2′)，得到激光點在點陣器基準鏡坐標系下的坐標(X3′，Y3′，Z3′)。