[發明專利]一種面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法

有效

• 申請號: 201711384424.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108180926B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 楊永明;鄭麗娜;修吉宏;李昕陽;匡海鵬
• 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: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

1.一種面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法包括步驟：

產生平行光光束；

采用面陣相機對垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空間坐標系平面的像點坐標；所述面陣相機鏡頭垂直向下放置；

將所述平行光光束在像空間坐標系的方向向量轉換為本地水平坐標系下的方向向量，求解出像空間坐標系相對于導航坐標系的俯仰角及滾轉角；

獲取像空間坐標系相對于導航坐標系的航向角；

獲取IMU視準軸誤差角；

所述步驟：將所述平行光光束在像空間坐標系的方向向量轉換為本地水平坐標系下的方向向量，求解出像空間坐標系相對于導航坐標系的俯仰角及滾轉角，具體為：定義由像方主點(0,0,f)到像點的方向向量為f為相機主距；設像空間坐標系相對于北東地導航坐標系的姿態角為ω_c、κ_c分別為滾轉角、俯仰角和航向角；將像空間坐標系先沿x軸轉動再沿y軸轉動-ω_c得到L-xyz坐標系，L-xyz坐標系的xOy平面與本地水平面平行；定義在L-xyz坐標系中的向量為垂直于L-xyz坐標系的xOy平面；根據與求解出像空間坐標系相對于導航坐標系的俯仰角ω_c及滾轉角

所述步驟：獲取像空間坐標系相對于導航坐標系的航向角，具體為：利用經緯儀將全站儀獲得的航向角傳遞到像空間坐標系中，求解出像空間坐標系相對于導航坐標系的航向角；

所述步驟：獲取IMU視準軸誤差角，具體為：根據IMU測得的當前姿態角，結合檢測出的像空間坐標系相對于導航坐標系的姿態角求解出IMU視準軸誤差角。

2.根據權利要求1所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述平行光光束是通過經緯儀產生。

3.根據權利要求2所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述平行光光束為與本地水平面平行的平行光光束。

4.根據權利要求1所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述步驟：采用面陣相機對垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空間坐標系平面的像點坐標，具體為：

像空間坐標系以相機的探測器的主點為坐標原點，像空間坐標系滾轉軸與探測器短邊平行，像空間坐標系俯仰軸與探測器長邊平行，面陣相機鏡頭垂直向下放置，對所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空間坐標系平面上像點的坐標。

5.根據權利要求1所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述將所述平行光光束在像空間坐標系的方向向量轉換為本地水平坐標系下的方向向量是利用旋轉矩陣將所述平行光光束在像空間坐標系的方向向量轉換為本地水平坐標系下的方向向量。

6.根據權利要求1所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述面陣相機與所述IMU固定連接。

7.根據權利要求1所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述全站儀獲得的航向角是通過所述全站儀與所述經緯儀互瞄將航向角傳遞給所述經緯儀。

8.根據權利要求7所述的面陣相機IMU視準軸誤差地面檢測方法，其特征在于，所述互瞄是指：調節經緯儀鏡頭及全站儀鏡頭姿態，使得經緯儀在全站儀鏡頭上產生的十字光標像與全站儀參考十字絲重合，實現互瞄。