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专利号: 201610065915X
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光摄影测量系统的相机标定方法,所述激光摄影测量系统包括测量装置,所述测量装置包括底座、支架及计算机;所述支架设置在底座上,在支架上设置有相机、激光测距仪和线激光发射器,激光测距仪与线激光发射器位于同一垂线上,在激光测距仪的两侧对称设置两台所述的相机,所述计算机分别与相机、激光测距仪、线激光发射器电连接;

所述激光摄影测量系统还包括标定装置,所述标定装置包括物方标识点和三个物方板,三个物方板的外形均为正方形,三个物方板前后依次同轴平行设置且三个物方板的边长依次增大,在每个物方板上设置八个所述的物方标识点,八个物方标识点按如下方式分布:在每条边的中点设置一个物方标识点,在相邻两条边的交点设置一个物方标识点;

其特征在于,包括以下步骤,

(1)将测量装置放置在标定装置的正前方,建立物方坐标系,并记录各物方标识点在物方坐标系下的物方坐标(Xci,Yci,Zci)(i=1,2…24);

(2)通过计算机控制相机对三个物方板拍照,得到物方标识点的图像数据,通过计算机内部执行程序识别出图像数据中物方标识点在相机的像坐标系下的实际像坐标(x0i,y0i)(i=1,2…24);

(3)对每台相机的9个相机参数赋初值,9个相机参数包括相机的线坐标(Xs,Ys,Zs)、角坐标 像主点相对于影像中心的位置x0、y0和焦距f,各参数初始化赋值如下:Xs=(∑Xci)/24,Ys=(∑Yci)/24,Zs=(∑Zci)/24;

利用相机角坐标 的初始值确定旋转矩阵R:

(4)根据公式(2)计算各物方标识点(Xi,Yi,Zi)(i=1,2…24)在像坐标系下的理论像坐标(xi,yi)(i=1,2…24),然后根据旋转矩阵R、理论像坐标(xi,yi)(i=1,2…24)和实际像坐标(x0i,y0i)(i=1,

2…24)按照最小二乘法计算得到误差方程式系数矩阵Ai(i=1,2…24),并利用物方标识点的实际像坐标(x0i,y0i)(i=1,2…24)减去理论像坐标值(xi,yi)(i=1,2…24)构成误差矩阵Li(i=1,2…24):Li=[lx,ly]T=[x0i–xi,y0i-yi]T;

(5)根据各物方标识点的误差方程式系数矩阵Ai(i=1,2…24)和误差矩阵Li(i=1,2…

24)分别构造两大矩阵A和L:A=[A1A2……A24]T,L=[L1L2……L24]T;

然后构造法方程,

(6)求解法方程(3)便可从公式右端得到各相机参数的修正量,判断三个角坐标对应的修正量 是否都小于规定的阈值Δ,若满足条件则计算结束;若不满足条件,通过解算出来的9个相机参数的修正量修改相机参数值,然后重复步骤(3)~(6);若迭代解算次数超过20次仍然不满足条件,则说明硬件摄影测量系统有问题。

2.如权利要求1所述的相机标定方法,其特征在于,所述支架的底部设置有水平分度盘。

3.如权利要求1所述的相机标定方法,其特征在于,所述三个物方板的尺寸分别为:

100mm×100mm×10mm,200mm×200mm×10mm,300mm×300mm×10mm。

4.如权利要求1所述的相机标定方法,其特征在于,所述物方标识点采用直径5mm的圆形薄片。

5.如权利要求1所述的相机标定方法,其特征在于,所述标定装置还包括导轨,三个物方板通过滑动支架设置在导轨上。

6.如权利要求1所述的相机标定方法,其特征在于,步骤(1)中,在物方板的中心建立物方坐标系XYZ,其中水平向右为X轴正方向,竖直向上为Y轴正方向,垂直于物方板为Z轴。