[發明專利]標定非共視域線掃激光測距儀和測量相機方位的方法

在審

• 申請號: 201710856032.5
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107705335A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張慧
• 申請（專利權）人: 珠海中視科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G01B11/02;G01B11/26
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司11616
• 代理人: 戴翔

1.標定非共視域線掃激光測距儀和測量相機方位的方法，其特征在于線掃激光測距儀和測量相機沒有公共視野，標定物部分在線掃激光測距儀視域內，部分在測量相機視域內，包括如下步驟：

(1)在標定板上設置按陣列分布的標志同心圓，其中三個角位的三環圓起到定位作用，幫助線掃激光測距儀和測量相機確定標定板上非共視域部分的圓；

(2)將標定板放置于線掃激光測距儀和測量相機的視場，對標定板進行拍攝，線掃激光測距儀和測量相機分別獲得部分標定板圖像，這是由于線掃激光測距儀和測量相機都相對于測量機械平臺垂直，線掃激光測距儀和測量相機不能同時觀測到標定板的相同部分；

(3)測量相機與平臺垂直度測量：對測量相機拍攝到的標定板圖像進行圖像濾波、閾值分割、邊界提取、輪廓跟蹤、橢圓邊界擬合，獲取同心圓邊界橢圓矩陣表達，利用已經標定的測量相機內參系數K，和同心圓圖像兩個中任意一個橢圓矩陣C，獲得橢圓錐Q，并對其進行特征向量分解并合成旋轉矩陣R1；

(4)線掃激光測距儀相機與平臺垂直度測量：對線掃激光測距儀相機拍攝到的標定板圖像進行以上操作，利用已經標定測量相機內參系數，橢圓矩陣表達，獲得橢圓錐方程，并對其進行特征向量分解并合成旋轉矩陣R2；

(5)測量相機和線掃激光測距儀相機的相對旋轉由inv(R1)*R2得到；

(6)測量相機和標定板相對平移恢復：通過測量相機中同心圓輪廓C1、C2獲得inv(C1)*C2的三個特征根和三個特征向量，其中三個特征根中有兩個相等一個不等，即γ₁＝γ₂≠γ₃，不等特征根對應的特征向量即為同心圓圓心圖像，因此已知標定物圓心在三維空間中的位置，可標定測量相機和標定物4x4的3D平移T1矩陣；

(7)線掃激光測距儀和標定板相對平移恢復：通過線掃激光測距儀中同心圓輪廓，利用步驟(6)中的方法，可標定線掃激光測距儀和標定物4x4的3D平移T2矩陣；

(8)結合步驟(6)和步驟(7)中的平移計算，計算測量相機和線掃激光測距儀相對平移inv(T1)*T2，從而標定測量相機和線掃激光測距儀的相對平移。