[發明專利]用于直升機槳葉運動姿態測量的編碼點坐標校正方法、系統及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202011231626.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112361959B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 唐正宗;陸旺;李磊剛;張銘凱
• 申請（專利權）人: 西安新拓三維光測科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26;G06T3/60;G06T5/00;G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

1.一種用于直升機槳葉運動姿態測量的編碼點坐標校正方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：構建包含剛性連接的第一工業相機、第二工業相機和第三工業相機組成的測量單元，所述第一工業相機和所述第二工業相機相鄰并存在第一公共視區組成第一組雙目測量單元、所述第二工業相機和所述第三工業相機相鄰并存在第二公共視區組成第二組雙目測量單元；

S2：分別對所述第一組雙目測量單元和所述第二組雙目測量單元進行標定，得到標定結果；

S3：在直升機的槳葉下表面粘貼測量編碼點，在參考物上粘貼參考編碼點，所述槳葉下表面的測量編碼點處于所述第一工業相機和所述第二工業相機的視場范圍內，所述參考物上的參考編碼點處于所述第三工業相機的視場范圍內，計算所述參考編碼點的三維坐標；

S4：在所述直升機的槳葉運動過程中，所述第一工業相機和所述第二工業相機分別獲得包含所述測量編碼點的二維圖像，根據所述標定結果重建成所述測量編碼點的三維坐標；

S5：在所述直升機的槳葉運動過程中，所述第三工業相機實時追蹤所述參考編碼點，計算所述第三工業相機的運動姿態，進而得到所述第一工業相機和所述第二工業相機的運動姿態；

S6：根據所述第一工業相機和所述第二工業相機的運動姿態對所述測量編碼點的三維坐標進行校正。

2.如權利要求1所述的用于直升機槳葉運動姿態測量的編碼點坐標校正方法，其特征在于，利用十字標尺對所述第一組雙目測量單元和所述第二組雙目測量單元進行標定，所述十字標尺包含圓形編碼點。

3.如權利要求1所述的用于直升機槳葉運動姿態測量的編碼點坐標校正方法，其特征在于，對所述第一組雙目測量單元和所述第二組雙目測量單元進行標定包括如下步驟：

S21：采用所述第一工業相機、所述第二工業相機和所述第三工業相機拍攝不同位姿十字標尺，生成標定圖像，識別所述標定圖像上的編碼點；

S22：利用攝影測量技術，選擇兩張所述標定圖像進行相對定向，計算得到部分所述編碼點的三維坐標；根據所述編碼點的三維坐標對單張所述標定圖像進行絕對定向，確定拍攝所述標定圖像的工業相機在十字標尺的世界坐標系中的位姿以及計算剩余編碼點的三維坐標，從而獲得各個工業相機的初始外參數；

S23：利用所述初始外參數和初始內參數作為初值，基于光束平差算法求解所述第一組雙目測量單元和所述第二組雙目測量單元的標定結果。

4.如權利要求3所述的用于直升機槳葉運動姿態測量的編碼點坐標校正方法，其特征在于，所述標定結果包括：平移矩陣、旋轉矩陣組成的第一外參數，主點偏差、鏡頭焦距以及畸變參數組成的第一內參數；

根據所述標定結果對所述第一工業相機、所述第二工業相機和所述第三工業相機的成像畸變造成的像素偏差建模如下公式一所示：

其中，Δx_r表示圖像的徑向畸變在x方向的分量，Δy_r表示圖像的徑向畸變在y方向的分量；Δx_t表示圖像的偏心畸變在x方向的分量，Δy_t表示圖像的偏心畸變在y方向的分量，Δx_p表示圖像的像平面畸變在x方向的分量，Δy_p表示圖像的像平面畸變在y方向的分量；

Δx_r、Δy_r、Δx_t、Δy_r、Δx_p、Δy_p具體計算公式如下公式二所示：

其中，K₁，K₂，K₃表示徑向畸變參數；B₁，B₂表示偏心畸變參數；E₁，E₂表示像平面畸變參數；(x_c，y_c)表示圖像中心像素點坐標，(x，y)表示圖像像素坐標。