[发明专利]无人旋翼机仿生着陆系统的摄像机外参数在线自标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无人旋翼机仿生双目视觉辅助着陆系统中，旋翼机机载上的摄像机 外参数自标定方法。

背景技术

在研究无人旋翼机自主着陆中，为解决下降过程中立体视觉的盲区问题，采用了模仿人 体双眼异向运动的方法，改变双目视觉系统的视轴夹角以减少盲区区域。然而随着视轴夹角 的改变，摄像机的外参数也随之发生变化。现研究的标定，无论是哪种类型，也都只能处于 离线标定的状态，得到某一时刻的外参数，并不能对摄像机不断变化的参数实现在线实时的 标定。如何在线实时标定来获得旋翼机下降过程中的高度信息及摄像机光轴的夹角信息显得 尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种无人旋翼机仿生着陆系统的摄像 机外参数在线自标定方法，实现当摄像机视轴夹角发生改变时，系统能准确地对摄像机外参 数进行在线标定，获得无人旋翼机下降过程中的实时高度信息及夹角信息。

本发明的构思是：

根据无人旋翼机着陆的基本情况进行机械结构的仿制，建立摄像机成像的几何模型，如 图1所示。取左摄像机光心为世界坐标系原点(0，0，0)，给出了两个摄像机中心连线所在 平面(X_WZ_W平面)，两摄像机光心之间的距离为B，摄像机光轴在X_WZ_W平面内与Z_W轴的夹 角为θ(未知)。图1中Image1和Image2为两图像平面，图像坐标y_L，y_R轴垂直于X_WZ_W平面 向里，(x₁，y₁)和(x₂，y₂)分别是两图像平面对应的图像点对坐标。(X_W，Y_W，Z_W)是P点的世界坐标， 坐标轴Y_W垂直于X_WZ_W平面向里。图1中未标出y₁、y₂坐标，可参见图5和图6。

从点P(X_W，Y_W，Z_W)分别向两摄像机坐标轴做垂线，则这两垂线与X轴的夹角都是θ，由两 个坐标所围成的三角形关系得到下列关系：

ZW=B2cotθ---(1)]]>

XRf=(XW-B2)cosθr-(XW-B2)sinθ---(2)]]>