[發明專利]一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法

在審

• 申請號: 202010074300.X
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111311688A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李安虎;鐘圣澤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

1.一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法，其特征在于：

所述的雙傳感器變視軸監測裝置包括第一相機、第二相機、殼體、旋轉棱鏡模塊和驅動控制模塊，所述的第一相機、第二相機、旋轉棱鏡模塊和驅動控制模塊都設置在殼體內，所述的旋轉棱鏡模塊包括兩個同軸設置的第一楔形鏡頭和第二楔形鏡頭，兩個楔形鏡頭的楔面相對，所述的驅動控制模塊連接旋轉棱鏡模塊，所述的第一相機位于第一楔形鏡頭的正后方，所述的第二相機位于第一相機的側邊，第二相機與第一相機對目標進行融合成像；

所述的雙傳感器變視軸監測裝置中包括以下參數：目標點O；第一相機的光學中心O_r；第一相機的焦點F_r；以第一楔形鏡頭的平面中心J_o為原點建立空間直角坐標系；第一相機的中心入射矢量該矢量經過兩個楔形鏡頭的折射依次與兩個楔形鏡頭交于J_o，K_o，M_o，N_o，其中，K_o為第一楔形鏡頭的楔面出射點，M_o為第二楔形鏡頭的入射點，N_o為第二楔形鏡頭的出射點；

所述的標定方法具體包括以下步驟：

S1、將第一楔形鏡頭和第二楔形鏡頭產生的焦點偏移效應等效為一塊厚平行鏡頭產生的焦點偏移，從而估算得到后焦距延伸估計量L_estimation，該后焦距延伸估計量L_estimation為第二楔形鏡頭平面中心點N_o到預估等效焦點的距離；

S2、引入變量δ，使得后焦距延伸精確量L_accurate的表達式為：

L_accurate＝L_estimation+δ_accurate

其中，變量δ位于一個0附近的設定區間內，計算該設定區間內所有變量δ對應的圖像匹配誤差M，從而獲取當圖像匹配誤差M的數值最小時對應的δ數值，即為δ_accurate；

所述的后焦距延伸精確量L_accurate即為第二楔形鏡頭平面中心點N_o到精確等效焦點的距離，從而能夠得到在空間直角坐標系中精確等效焦點的坐標；

S3、根據精確等效焦點的坐標以及該旋轉棱鏡模塊的視軸指向，得到相應的平移矩陣以及旋轉矩陣，實現旋轉棱鏡成像的相機標定。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法，其特征在于，所述的步驟S1中，估算后焦距延伸估計量L_estimation的計算表達式為：

其中，J_oK_o表示第一楔形鏡頭的平面中心J_o到第一楔形鏡頭的楔面出射點K_o的距離，M_oN_o表示第二楔形鏡頭的楔面入射點M_o到第二楔形鏡頭的平面出射點N_o的距離，F_rJ_o表示第一相機的焦點F_r到第一楔形鏡頭的平面中心J_o的距離，K_oM_o表示第一楔形鏡頭的楔面出射點K_o到第二楔形鏡頭的楔面入射點M_o的距離，n表示楔形鏡頭的折射率。