[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

本發明涉及一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法，包括以下步驟：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；引入變量δ，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，得到后焦距延伸精確量；通過后焦距延伸精確量得到在空間直角坐標系中精確等效焦點的坐標，最后完成標定。與現有技術相比，本發明能夠方便、快捷并且精確地實現雙傳感器變視軸監測裝置的標定，從而為后續的圖像融合及攝影測量等應用打下良好的基礎。

技術領域

本發明涉及一種于雙傳感器監測裝置，尤其是涉及一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法。

背景技術

現有技術中的雙傳感器監測裝置大多是直接采用具有一定夾角的兩個相機進行拍攝和圖像融合，雖然兩個相機之間的夾角可調，能夠在左右方向進行一定的視場擴張，但是其整體的視場仍然在上下方向仍然受到較大的限制。

如授權公告號為CN108196363B為中國發明公開了一種同步帶驅動的旋轉雙棱鏡集成機構，該機構通過兩個楔形的雙棱鏡結構實現了高精度的光學跟蹤、掃描、以及相機視場的擴大。如果將該同步帶驅動的旋轉雙棱鏡集成機構和雙傳感器檢測裝置結合為一個新的裝置，就可以同時綜合雙傳感器監測裝置的高清晰度以及旋轉雙棱鏡集成機構的大視場優點。但是，現有的技術中尚不存在應用于這種結合裝置的標定方法，因此難以實現圖像融合技術。同時，由于雙棱鏡之間存在間距，并且本身具有厚度，使得其目標物在經過雙棱鏡后會存在不唯一的等效焦點，傳統的標定方法會產生明顯的誤差，反而影響圖像的清晰度。因此，本發明提出了一種適用于上述結合裝置的標定方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于雙傳感器變視軸監測裝置的標定方法，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_{ac curate}