[發(fā)明專利]一種基于月面巡視器單目相機圖像的天際線獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010140906.9
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111460898B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳偉仁;申振榮;彭松;王大軼;馬友青;溫博;金晟毅;黨兆龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06T7/70
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 劉西云;李微微

1.一種基于月面巡視器單目相機圖像的天際線獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：對巡視器單目相機圖像進行邊緣檢測，識別出天際線；

S2：分別獲取天際線各像素點在相機坐標(biāo)系下的高度角h₀和方位角

S3：分別將各像素點對應(yīng)的高度角h₀和方位角表示成單位空間方向矢量r₀，然后對單位空間方向矢量r₀進行坐標(biāo)變換，得到單位空間方向矢量r₁；

S4：通過單位空間方向矢量r₁分別解算出天際線各像素點在世界坐標(biāo)系下的高度角h₁和方位角具體為：

h₁＝-arcsin[r₁(3)]

其中，r₁(1)為單位空間方向矢量r₁中的第一個元素、r₁(2)為單位空間方向矢量r₁中的第二個元素、r₁(3)為單位空間方向矢量r₁中的第三個元素。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于月面巡視器單目相機圖像的天際線獲取方法，其特征在于，各像素點在相機坐標(biāo)系下的高度角h₀和方位角的獲取方法具體包括以下步驟：

S21：采用畸變模型補償像素點坐標(biāo)的系統(tǒng)誤差，其中，所述畸變模型為：

其中，Δx、Δy分別為像素點坐標(biāo)(x,y)的系統(tǒng)誤差改正數(shù)，(x₀,y₀)為單目相機像主點的坐標(biāo)偏移量、k₁,k₂為單目相機鏡頭的徑向畸變參數(shù)，p₁,p₂為單目相機鏡頭的切向畸變參數(shù)；

S22：獲取修正后的像素點坐標(biāo)(x',y')，具體為：

x'＝x-x₀-Δx

y'＝y(tǒng)-y₀-Δy

S23：獲取像素點在相機坐標(biāo)系下的高度角h₀和方位角具體為：

其中，f為單目相機的焦距。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于月面巡視器單目相機圖像的天際線獲取方法，其特征在于，所述單位空間方向矢量r₁的獲取方法具體為：

r₁＝R_BDD-B·R_B-E·R_expansion·R_E-Y·R_yaw·R_Y-P·R_pitch·R_p-RM·R_RM-S·r₀

其中，R_RM-S為相機坐標(biāo)系至相機基準(zhǔn)鏡坐標(biāo)系的安裝姿態(tài)矩陣、R_p-RM為相機基準(zhǔn)鏡坐標(biāo)系至云臺坐標(biāo)系的安裝姿態(tài)矩陣、R_Y-P為零位時云臺坐標(biāo)系至桅桿偏航坐標(biāo)系的安裝姿態(tài)矩陣、R_E-Y為零位時桅桿偏航坐標(biāo)系至桅桿展開坐標(biāo)系的安裝姿態(tài)矩陣、R_B-E為零位時桅桿展開坐標(biāo)系至巡視器本體系的安裝姿態(tài)矩陣；R_expansion為桅桿繞展開坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)形成的轉(zhuǎn)換矩陣、R_yaw為桅桿繞偏航坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)形成的旋轉(zhuǎn)矩陣、R_pitch為桅桿繞俯仰坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)形成的旋轉(zhuǎn)矩陣、R_BDD-B為巡視器本體系至月面北東地系的轉(zhuǎn)換矩陣。