[發(fā)明專利]一種相機姿態(tài)的校正方法、攝像機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010590417.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111770270B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王歡;沈康;馬偉民
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N17/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

1.一種相機姿態(tài)的校正方法，所述相機包括，具有成像模組的機芯、安裝于機芯上的加速度傳感器、和控制機芯轉(zhuǎn)動的云臺，其特征在于，該方法包括，

獲取第一位置處加速度傳感器的第一測量數(shù)據(jù)、以及第二位置處加速度傳感器的第二測量數(shù)據(jù)，其中，第二位置為以云臺轉(zhuǎn)軸為軸心帶動機芯和加速度傳感器同步旋轉(zhuǎn)至與第一位置的方位角坐標(biāo)相差180°，機芯PT坐標(biāo)系的P軸與云臺PT坐標(biāo)系的P軸重合，

根據(jù)第一測量數(shù)據(jù)，確定機芯在世界坐標(biāo)系下的第一姿態(tài)信息，

根據(jù)第一測量數(shù)據(jù)和第二測量數(shù)據(jù)，通過云臺以其轉(zhuǎn)軸為軸心從第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置的轉(zhuǎn)軸向量，獲取云臺在世界坐標(biāo)系下的第二姿態(tài)信息，

根據(jù)第一姿態(tài)信息和第二姿態(tài)信息，確定機芯與云臺之間的相對姿態(tài)信息，

基于第二姿態(tài)信息、相對姿態(tài)信息，通過坐標(biāo)變換，獲取云臺以云臺轉(zhuǎn)軸為軸心旋轉(zhuǎn)至任一位置時機芯在世界坐標(biāo)系下的當(dāng)前姿態(tài)信息，作為相機姿態(tài)校正結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括，基于第一姿態(tài)信息、相對姿態(tài)信息，通過坐標(biāo)變換，獲取機芯到達(dá)世界坐標(biāo)下的任一預(yù)定位置時需要云臺繞云臺的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的姿態(tài)信息。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一測量數(shù)據(jù)，確定機芯在世界坐標(biāo)系下的第一姿態(tài)信息，包括，

根據(jù)第一測量數(shù)據(jù)包括的加速度傳感器所測量得到的三維直角坐標(biāo)系中的讀數(shù)、以及加速度傳感器無任何偏轉(zhuǎn)時的讀數(shù)，得到加速度傳感器讀數(shù)與偏轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)換關(guān)系，

基于所述轉(zhuǎn)換關(guān)系，求得機芯在世界坐標(biāo)系下的俯仰角、偏航角和橫滾角，得到機芯在世界坐標(biāo)系下的第一歐拉角。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一測量數(shù)據(jù)和第二測量數(shù)據(jù)，通過云臺以其轉(zhuǎn)軸為軸心從第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置的轉(zhuǎn)軸向量獲取云臺在世界坐標(biāo)系下的第二姿態(tài)信息，包括，

基于第一測量數(shù)據(jù)中包括的加速度傳感器所測量得到的三維直角坐標(biāo)系中的讀數(shù)、和第二測量數(shù)據(jù)中包括的加速度傳感器所測量得到的三維直角坐標(biāo)系中的讀數(shù)，分別求取第一測量數(shù)據(jù)和第二測量數(shù)據(jù)三維直角坐標(biāo)系中各讀數(shù)之和，并進(jìn)行歸一化，得到轉(zhuǎn)軸向量，

計算所述轉(zhuǎn)軸向量的俯仰角和橫滾角，作為云臺在世界坐標(biāo)系下的俯仰角和橫滾角，基于機芯PT坐標(biāo)系的P軸與云臺PT坐標(biāo)系的P軸重合，確定云臺在世界坐標(biāo)系下的偏航角為0，得到云臺在世界坐標(biāo)系下的第二歐拉角，作為第二姿態(tài)信息，該姿態(tài)信息用于表征云臺與地平面的安裝偏角。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)第一姿態(tài)信息和第二姿態(tài)信息，確定機芯與云臺之間的相對姿態(tài)信息，包括，

將第一歐拉角進(jìn)行四元數(shù)化，得到第一姿態(tài)信息的四元數(shù)表示，

將第二歐拉角進(jìn)行四元數(shù)化，得到第二姿態(tài)信息的四元數(shù)表示，

基于機芯PT坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系、云臺PT坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計算第一姿態(tài)信息四元數(shù)的轉(zhuǎn)置與第二姿態(tài)信息四元數(shù)的點積，得到機芯與云臺的之間的相對姿態(tài)信息的四元數(shù)表示，將該四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角，得到相對姿態(tài)信息，該相對姿態(tài)信息用于表征機芯與云臺的安裝姿態(tài)偏角。

6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于第二姿態(tài)信息、相對姿態(tài)信息，通過坐標(biāo)變換，獲取云臺以云臺轉(zhuǎn)軸為軸心旋轉(zhuǎn)至任一位置時機芯在世界坐標(biāo)系下的當(dāng)前姿態(tài)信息，作為相機姿態(tài)校正結(jié)果，包括，

基于機芯PT坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系、云臺PT坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計算， 第二姿態(tài)信息四元數(shù)、云臺在云臺坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)動至當(dāng)前位置時當(dāng)前姿態(tài)信息的四元數(shù)、機芯與云臺之間相對姿態(tài)信息四元數(shù)的轉(zhuǎn)置， 該三者的 點積，得到云臺以云臺轉(zhuǎn)軸為軸心旋轉(zhuǎn)至該位置時機芯在世界坐標(biāo)系下的當(dāng)前姿態(tài)信息的四元數(shù)表示，將該四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角，得到姿態(tài)信息。