[發明專利]雙旋轉激光平面發射機的內參數標定方法

在審

• 申請號: 201610049835.5
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105547213A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 方紅根;郭立杰
• 申請（專利權）人: 上海航天設備制造總廠
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種雙旋轉激光平面發射機的內參數標定方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在勻速旋轉平臺上安裝兩個線性激光器形成發射機，所述線性激光器發出兩 道具有固定角度的扇形激光平面和LED脈沖信號，所述LED脈沖信號作為所述扇形激光 平面旋轉的初始時刻；

(2)在距所述發射機的預定距離位置設置一個三維標定臺，在所述三維標定臺上 安裝一個光電器，所述光電器用于接收所述兩個線性激光器的光信號，在所述三維標定 臺上建立三維坐標系XYZ，所述光電器設置于XZ平面上；

(3)設定所述發射機動的坐標初始值，所述坐標初始值格式為

300300ABC,]]>其中(ABC)為所述發射機在三維標定臺的 坐標系中的坐標；

(4)在所述光電固定位置上沿Z軸正方向移動光電器，采集光電器移動標定點位 置的對應所述線性激光器的光信號；設所述光電器移動標定點為p行q列；

(5)求解模型參數N₁、N₂、R及T，模型如下：

(RR1(1)N1)·(P(1)-T)=0(RR2(1)N2)·(P(1)-T)=0(RR1(2)N1)·(P(2)-T)=0(RR2(2)N2)·(P(2)-T)=0...(RR1(n)N1)·(P(n)-T)=0(RR2(n)N2)·(P(n)-T)=0]]>

其中：n：標定點編號，n＝1,2,3…p*q,

R、T：發射機坐標系相對于三維標定臺坐標系的旋轉矩陣和平移矩陣；

N₁、N₂：兩個激光平面在初始時刻的法向量；

激光平面從初始位置旋轉到光電傳感器時的旋轉矩陣，分別是特征時 間的函數；

P⁽ⁿ⁾：三維標定臺坐標系中標定點的坐標；

(6)根據第(5)步的模型參數推導發射機內參數，推導步驟如下：

(a)計算兩個激光平面LP₁和LP₂在發射機坐標系下的平面方程以及與水平面的交 線L₁和L₂的方程，模型如下：

LP1:a1x+b1y+c1z=0LP2:a2x+b2y+c2z=0]]>和l1:a1x+b1y=0l2:a2x+b2y=0]]>

其中：n₁＝(a₁b₁c₁)^T是激光平面1在初始時刻的法向量；

n₂＝(a₂b₂c₂)^T是激光平面2在初始時刻的法向量；

(b)計算兩個激光平面在水平面上的夾角模型如下：

其中：v1=1-a1b1T]]>是交線L₁的方向向量；

v2=1-a2b2T]]>是交線L₂的方向向量；

(c)計算兩個激光平面與旋轉軸的夾角和以為例，模型如下：

其中：n₁＝(a₁b₁c₁)^T是激光平面1在初始時刻的法向量；

n3=1b1a10T]]>是過旋轉軸平面的法向量。