[發明專利]一種相機姿態的校正方法、攝像機

有效

• 申請號: 202010590417.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111770270B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王歡;沈康;馬偉民
• 申請（專利權）人: 杭州海康威視數字技術股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N17/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

公開了一種相機姿態的校正方法，包括，獲取第一位置處加速度傳感器的第一測量數據、以及第二位置處加速度傳感器的第二測量數據，其中，第二位置為以云臺轉軸為軸心帶動機芯和加速度傳感器同步旋轉至與第一位置的方位角坐標相差180°，根據第一測量數據，確定機芯在世界坐標系下的第一姿態信息，根據第一測量數據和第二測量數據，通過云臺轉軸向量獲取云臺在世界坐標系下的第二姿態信息，根據第一姿態信息和第二姿態信息，確定機芯與云臺的之間的相對姿態信息，基于第二姿態信息、相對姿態信息，通過坐標變換，獲取云臺以云臺轉軸為軸心旋轉至任一位置時機芯在世界坐標系下的當前姿態信息，作為相機姿態校正結果。本發明提高了相機姿態校正精度。

技術領域

本發明涉及攝像機領域，特別地，涉及一種相機姿態的校正方法。

背景技術

隨著攝像機設備智能功能的豐富，設備的安裝越來越有著更高的要求。以球機為例，在球機中，具有成像模組的機芯與控制機芯運動的云臺如果安裝不精密，則會導致目標跟蹤、目標GPS定位的精度不夠。

現有的相機姿態校正通過加速度傳感器與陀螺儀對相機姿態進行校正，使用加速度傳感器確定相機的俯仰角和橫滾角，使用陀螺儀確定相機的偏航角，得到相機在世界坐標系下的姿態，但是這種方法誤差較大，精度不高。

發明內容

本發明提供了一種相機姿態的校正方法，以提高相機姿態的校正精度。

本發明提供的一種相機姿態的校正方法，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、和控制機芯轉動的云臺，該方法包括，

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

根據第一測量數據，確定機芯在世界坐標系下的第一姿態信息，

根據第一測量數據和第二測量數據，通過云臺轉軸向量獲取云臺在世界坐標系下的第二姿態信息，

根據第一姿態信息和第二姿態信息，確定機芯與云臺的之間的相對姿態信息，

基于第二姿態信息、相對姿態信息，通過坐標變換，獲取云臺以云臺轉軸為軸心旋轉至任一位置時機芯在世界坐標系下的當前姿態信息，作為相機姿態校正結果。

較佳地，該方法還包括，基于第一姿態信息、相對姿態信息，通過坐標變換，獲取機芯到達世界坐標下的任一預定位置時需要云臺繞云臺的轉軸轉動的姿態信息。

較佳地，所述根據第一測量數據，確定機芯在世界坐標系下的第一姿態信息，包括，

根據第一測量數據包括的加速度傳感器所測量得到的三維直角坐標系中的讀數、以及加速度傳感器無任何偏轉時的讀數，得到加速度傳感器讀數與偏轉角的轉換關系，

基于所述轉換關系，求得機芯在世界坐標系下的俯仰角、偏航角和橫滾角，得到機芯在世界坐標系下的第一歐拉角。

較佳地，所述根據第一測量數據和第二測量數據，通過云臺轉軸向量獲取云臺在世界坐標系下的第二姿態信息，包括，

基于第一測量數據中包括的加速度傳感器所測量得到的三維直角坐標系中的讀數、和第二測量數據中包括的加速度傳感器所測量得到的三維直角坐標系中的讀數，分別求取第一測量數據和第二測量數據三維直角坐標系中各讀數之和，并進行歸一化，得到轉軸向量，

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