[發(fā)明專利]一種相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810778884.1
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN108645392A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范哲源;劉西站;韓飛;何飛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安微普光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 北京睿馳通程知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11604
• 代理人: 張文平

1.一種相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括：

光源組件(1)，包括以等腰三角形分布排列的三個光源，用于為成像相機(jī)提供目標(biāo)；

成像相機(jī)(2)，位于所述等腰三角形幾何中心，用于觀測所述光源光斑指向；

基板(3)，豎直安裝于所述校準(zhǔn)裝置內(nèi)，所述三個光源組件(1)、成像相機(jī)(2)固定安裝于基板(3)正面；

慣導(dǎo)組件(4)，用于提供姿態(tài)調(diào)整的準(zhǔn)確值，進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，所述慣導(dǎo)組件(4)固定安裝于所述基板(3)背面；

機(jī)械臂(5)，水平的設(shè)置于所述校準(zhǔn)裝置底部，所述基板(3)連帶光源組件(1)、成像相機(jī)(2)以及慣導(dǎo)組件(4)安裝于所述機(jī)械臂(5)上，所述機(jī)械臂(5)提供方位和俯仰二維運動；

工控機(jī)，用于對所述機(jī)械臂(5)進(jìn)行二維運動控制，利用慣導(dǎo)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，給出所述成像相機(jī)(2)俯仰角及方位角的測試結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述三個光源成一定角度空間排列，該角度為精確標(biāo)定后的角度，角度精度不低于0.01°。

3.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，該慣導(dǎo)組件(4)和三個光源之間的標(biāo)定精度在2″以內(nèi)。

4.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述光源還包括光窗(11)，用于過濾掉不必要的雜散光。

5.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述三個光源與所述成像相機(jī)(2)中軸線之間夾角為23.5°。

6.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，上方光源方位角為0°，俯仰角為23.5°；下方兩個光源的方位角分別為+20.2°、-20.2°，俯仰角均為11.5°；三個光源彼此夾角為40.4°。

7.一種采用權(quán)利要求1-6任一所述相機(jī)安裝姿態(tài)校準(zhǔn)裝置進(jìn)行姿態(tài)校準(zhǔn)的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將相機(jī)姿態(tài)校準(zhǔn)裝置置于大理石平臺上，給所述慣導(dǎo)組件(4)上電，實時測量慣導(dǎo)組件(4)的滾轉(zhuǎn)角及俯仰角，調(diào)節(jié)大理石平臺，使慣導(dǎo)組件(4)滾轉(zhuǎn)角及俯仰角讀數(shù)基本為零，此時認(rèn)為慣組水平；

(2)調(diào)整好三個光源之間的夾角，使下面兩個光源的俯仰角差的絕對值＜1°；

(3)用萊卡經(jīng)緯儀對其中一個光源進(jìn)行準(zhǔn)直，測得光源發(fā)光方向在水平與正北方向的夾角為ψ1，光源的俯仰為θ1，此時定義光源的滾轉(zhuǎn)角γ1為0；此時慣導(dǎo)組件(4)的姿態(tài)角分別為ψ0、θ0、γ0；

(4)光源及慣導(dǎo)組件(4)姿態(tài)角通過多次測試取平均值，則光源與慣導(dǎo)組件(4)的姿態(tài)角夾角關(guān)系如下：

(5)分別對其余兩個光源測量，獲得姿態(tài)角ψ2、θ2、γ2，ψ3、θ3、γ3；則其余兩個光源與慣導(dǎo)組件(4)的姿態(tài)角夾角關(guān)系如下：

(6)利用三個光源的姿態(tài)角確定成像相機(jī)的姿態(tài)角。