塔车平台的高精度标定系统和方法

    技术2024-11-17  7


    本发明属于塔车标定测量,涉及一种塔车平台的高精度标定系统和方法。


    背景技术:

    1、随着科学技术的发展,基于视觉的目标位姿测量由于其非接触、高精度、成像特征丰富等特点在多个领域的应用越来越广泛,尤其在飞行器轨迹、姿态测量等方面。近年来,基于计算机视觉技术的位置及姿态测量方法发展迅速。不同场景下的相机高精度标定成为了目标位姿测量中的难题,传统的方法都需要在测量视场内布置多个控制点,利用控制点与相机已知参数通过不同的方法对相机参数进行标定,但这类方法无法适用在相机测量视场内不能布置标定点的情况,因此传统的测量方法还无法适用于塔车平台的高精度标定测量。


    技术实现思路

    1、针对上述传统方法中存在的问题,本发明提出了一种塔车平台的高精度标定系统以及一种塔车平台的高精度标定方法,能够适用于塔车平台的高精度标定测量。

    2、为了实现上述目的,本发明实施例采用以下技术方案:

    3、一方面,提供一种塔车平台的高精度标定方法,包括:

    4、监视相机,用于拍摄监视视场内预先布设的多个外部标定点,实时修正载体塔台晃动带来的测量相机参数变化;

    5、转台,与监视相机固连,用于机械连接载体塔台;

    6、测量相机,装设在转台上并电连接监视相机,由转台带动进行水平及垂直方向的转动,用于基于监视相机与世界坐标系的位姿关系传导观测待测量目标的位姿参数;

    7、实时定位系统,固连在转台上并分别电连接监视相机和测量相机,用于进行系统实时定位,为标定测量过程提供位置初值。

    8、在其中一个实施例中,监视相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    9、在其中一个实施例中,测量相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    10、在其中一个实施例中,实时定位系统包括全球定位系统、惯性导航系统或北斗定位系统。

    11、另一方面,还提供一种塔车平台的高精度标定方法,应用于一种塔车平台的高精度标定系统,上述高精度标定系统包括:

    12、监视相机,用于拍摄监视视场内预先布设的多个外部标定点,实时修正载体塔台晃动带来的测量相机参数变化;

    13、转台,与监视相机固连,用于机械连接载体塔台;

    14、测量相机,装设在转台上并电连接监视相机,由转台带动进行水平及垂直方向的转动,用于基于监视相机与世界坐标系的位姿关系传导观测待测量目标的位姿参数;

    15、实时定位系统,固连在转台上并分别电连接监视相机和测量相机,用于进行系统实时定位,为标定测量过程提供位置初值;

    16、上述方法包括步骤:

    17、将监视相机和测量相机转到同一观测视场;观测视场内布设有多个外部标定点;

    18、控制监视相机和测量相机对同一观测视场进行同时拍摄,记录拍摄时转台的转动角度;

    19、根据监视相机和测量相机同时拍摄的图像,以及转台的转动角度,利用标定算法标定监视相机和测量相机的位姿关系,得到监视相机与转台的固连位姿关系;

    20、将测量相机转到待测量目标所在的目标视场并拍摄测量图像,控制监视相机通过拍摄目标视场外的外部标定点,得到监视相机与世界坐标系的位姿关系;

    21、根据监视相机与转台的固连位姿关系,以及监视相机与世界坐标系的位姿关系,利用测量图像计算得到待测量目标的位姿参数。

    22、在其中一个实施例中,监视相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    23、在其中一个实施例中,测量相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    24、在其中一个实施例中,实时定位系统包括全球定位系统、惯性导航系统或北斗定位系统。

    25、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:

    26、上述塔车平台的高精度标定系统和方法,通过针对待测量目标所在的目标视场内无法布置标定点这一测量场景,设计了以监视相机、转台、测量相机和实时定位系统为主要构成的高精度标定系统,可以布设在塔车平台上,其中监视相机用于拍摄目标视场之外的外部标定点,实时修正塔车平台晃动带来的测量相机参数变化,测量相机则用于观测待测量目标,测量待测量目标的位姿参数。如此,创新性地通过拍摄视场外同样的标定点高精度标定测量相机、转台及监视相机之间的相对位姿关系,在测量时通过监视相机实时修正测量相机参数,从而实现对目标位姿参数的高精度测量。

    27、相比于传统方法技术,本发明上述技术方案采用前述高精度标定系统同时对视场内外进行拍摄的方式,构成高精度标定系统内部位姿变化测量的闭合回路,不需要在硬件安装时精确已知相机之间的位置与姿态关系,降低了对硬件安装的要求,且标定方式简单高效,具有广泛的现实应用前景与理论意义。



    技术特征:

    1.一种塔车平台的高精度标定系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的塔车平台的高精度标定系统,其特征在于,所述监视相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    3.根据权利要求1或2所述的塔车平台的高精度标定系统,其特征在于,所述测量相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    4.根据权利要求3所述的塔车平台的高精度标定系统,其特征在于,所述实时定位系统包括全球定位系统、惯性导航系统或北斗定位系统。

    5.一种塔车平台的高精度标定方法,其特征在于,应用于一种塔车平台的高精度标定系统,所述高精度标定系统包括:

    6.根据权利要求5所述的塔车平台的高精度标定方法,其特征在于,所述监视相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    7.根据权利要求5或6所述的塔车平台的高精度标定方法,其特征在于,所述测量相机包括单目相机、双目相机或深度相机。

    8.根据权利要求7所述的塔车平台的高精度标定方法,其特征在于,所述实时定位系统包括全球定位系统、惯性导航系统或北斗定位系统。


    技术总结
    本申请涉及塔车平台的高精度标定系统和方法,该系统包括监视相机,用于拍摄监视视场内预先布设的多个外部标定点,实时修正载体塔台晃动带来的测量相机参数变化。转台与监视相机固连,用于机械连接载体塔台。测量相机装设在转台上并电连接监视相机,由转台带动进行水平及垂直方向的转动,用于基于监视相机与世界坐标系的位姿关系传导观测待测量目标的位姿参数。实时定位系统,固连在转台上并分别电连接监视相机和测量相机,用于进行系统实时定位,为标定测量过程提供位置初值。适用于塔车平台的高精度标定。

    技术研发人员:钟立军,闫旻奇,梁健,杨夏,黄维,张小虎
    受保护的技术使用者:中山大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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