[發明專利]兩個高速攝像機測量開艙點位置的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410122961.X
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103925909A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 吳能偉;曹永剛;宋立維
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

1.兩個高速攝像機測量開艙點位置的方法，其特征是，包括以下步驟，

步驟一，第一高速攝像機（1）的視場為ab、cd間的夾角，第二高速攝像機（2）的視場為ac、bd間的夾角，攝像機靶標（9）及理論開艙點位于四邊形abdc中，兩個高速攝像機的世界坐標O_j(x_j,y_j,z_j)j＝1,2，攝像機靶標（9）的世界坐標O₃(x₃,y₃,z₃)，三者相距一定距離，且攝像機靶標（9）在第一高速攝像機（1）和第二高速攝像機（2）視場內成清晰的圖像；

步驟二，控制計算機（4）利用網絡接口（7）采集第一高速攝像機（1）拍攝的攝像機靶標（9）的圖像，并提取特征點，控制計算機（4）利用網絡接口（8）采集第二高速攝像機（2）拍攝的攝像機靶標（9）的圖像，并提取特征點，利用線性成像模型標定兩個高速攝像機參數，利用高速攝像機與攝像機靶標（9）的位置關系解算出攝像機與世界坐標系X軸的方位角α、與水平面的高低角λ；

其中，高速攝像機的圖像坐標系和世界坐標系關系如式①，

Zcxy1=au0u00avv0001100001000010RT0T1XWYWZW1]]>???①

(a_u,a_v)為高速攝像機成像器件的像素尺寸；

(u₀,v₀)為高速攝像機的光軸與圖像平面的交點；

R、T分別為攝像機坐標系與世界坐標系的旋轉矩陣、平移矩陣；

利用高速攝像機與攝像機靶標的位置關系，根據式②解算出高速攝像機與世界坐標系X軸的方位角α、與水平面的高低角λ，

α=arctg(Xi-X3Zi-Z3)λ=arctg(Yj-Y3(Zj-Z3)2+(Xj-X3)2)]]>???②

O_j(x_j,y_j,z_j)j＝1,2表示兩個高速攝像機在世界坐標系中的坐標；

O₃(x₃,y₃,z₃)表示靶標在世界坐標系中的坐標；

步驟三，第一高速攝像機（1）和第二高速攝像機（2）在時統終端（3）的同步脈沖作用下，通過網絡接口獲取目標的開艙點圖像信息，經過圖像處理得到開艙點的脫靶量信息；

步驟四，控制計算機（4）利用兩個高速攝像機的參數及高速攝像機與世界坐標系X軸的方位角α、與水平面的高低角λ信息，再根據公式③計算出開艙點的位置信息（x，y，z），

m1=cosα1(x1-x2)+tgλ1(y1-y2)+sinα1(z1-z2)m2=cosα2(x2-x1)+tgλ2(y2-y1)+sinα2(z2-z1)K=(cos(α1-α2)+tgλ1tgλ2)2-sec2λ1sec2λ2l1=m2(cos(α1-α2)+tgλ1tgλ2)+m1sec2λ2Kl2=m1(cos(α1-α2)+tgλ1tgλ2)+m2sec2λ1Kx=0.5(x1+l1cosα1+x2+l2cosα2)y=0.5(y1+l1tgλ1+y2+l2tgλ2)z=0.5(z1+l1sinα1+z2+l2sinα2)]]>???③

O_j(x_j,y_j,z_j)j＝1,2表示兩個高速攝像機在世界坐標系中的坐標；

(α_j,λ_j)j＝1,2表示兩個高速攝像機與世界坐標系X軸的方位角、與水平面的高低角。

2.利用高速攝像機測量開艙點位置的方法所應用的測量裝置，其特征是，時統終端（3）依靠串行接口（5）連接第一高速攝像機（1），時統終端（3）依靠串行接口（6）連接第二高速攝像機（2）；控制計算機（4）依靠網絡接口（7）連接第一高速攝像機（1），控制計算機（4）依靠網絡接口（7）連接第二高速攝像機（2）；

攝像機靶標（9），其特征點均能在兩個高速攝像機的視場內成清晰的圖像；

時統終端（3），其通過串行接口（5）為第一高速攝像機（1）提供同步脈沖信號和時間信息；其通過串行接口（6）為第二高速攝像機（2）提供同步脈沖信號和時間信息；

控制計算機（4），其通過網絡接口（7）接收第一高速攝像機（1）的靶標及子母彈開艙點的圖像信息；其通過網絡接口（8）接收第二高速攝像機（2）的靶標及子母彈開艙點的圖像信息；控制計算機（4）經過數據處理后交會出子母彈開艙點的位置信息。