[发明专利]一种月球车双目视觉导航系统标定方法

权利要求书

1.一种月球车双目视觉导航系统标定方法，其特征在于：包括相机内参数的标定步骤和相机外参数的标定步骤为；

相机内参数的标定步骤为：

(1)建立包含回光反射测量标志与点状编码标志的标定装置，得到该标定装置的坐标系，利用测量系统对标定装置上的回光反射测量标志与点状编码标志进行测量，得到标定装置上回光反射测量标志和点状编码标志的三维坐标作为控制点坐标，然后将控制点坐标转换到该标定装置坐标系下，得到标定装置坐标系下的控制点坐标；

(2)利用两台待标定相机对步骤(1)中建立的标定装置至少四个位置进行正直拍照，两台待标定相机对每个位置完成正直拍照后，将两台待标定相机旋转90°再次对标定装置进行至少四个位置的拍照，每张照片中至少包含四个点状编码标志；

(3)利用步骤(1)得到的标定装置坐标系下的控制点坐标，分别对步骤(2)中左、右两个待标定相机拍摄的照片进行图像处理，得到控制点在两个待标定相机拍摄的像平面下的像点坐标，利用标定装置坐标系下的控制点坐标和像点坐标采用共线方程计算出两个待标定相机的内参数以及单个待标定相机相对于标定装置各个位置的外方位元素，根据单个待标定相机相对于标定装置各个位置的外方位元素得到两个待标定相机在标定装置坐标系下的外参数；

相机外参数的标定步骤为；

(a)利用经纬仪测量系统建立经纬仪测量系统坐标系，利用经纬仪测量系统对立方镜进行准直，得到立方镜在经纬仪测量系统坐标系下的三维坐标；

(b)利用经纬仪测量系统对标定装置中的回光反射测量标志和点状编码标志进行测量，得到回光反射测量标志和点状编码标志在经纬仪测量系统坐标系下的三维坐标；

(c)对回光反射测量标志和点状编码标志在经纬仪测量系统坐标系下的三 维坐标和回光反射测量标志和点状编码标志在标定装置坐标系下的三维坐标进行公共点转化，得到标定装置坐标系与经纬仪测量系统坐标系的转换关系，利用此转换关系将立方镜在经纬仪测量系统坐标系下的三维坐标转换成立方镜在标定装置坐标系下的三维坐标，建立立方镜坐标系；

(d)利用步骤(3)得到的两台待标定相机在标定装置坐标系下的外参数，根据立方镜在经纬仪测量系统坐标系下的三维坐标和立方镜在标定装置坐标系下的三维坐标的公共坐标转化关系，标定出两台待标定相机在立方镜坐标系下的外参数。

2.根据权利要求1所述的一种月球车双目视觉导航系统标定方法，其特征在于：所述的标定装置包含标定框架、回光反射测量标志(4)、点状编码标志(5)和环形光源；标定框架包括主框架(1)、大小相同的左辅助框架(2)和右辅助框架(3)，其中主框架(1)、左辅助框架(2)与右辅助框架(3)均为长方体结构，主框架(1)、左辅助框架(2)和右辅助框架(3)三者的高度和宽度均相同，左辅助框架(2)和右辅助框架(3)与主框架(1)之间的夹角均为钝角，三个框架的长度之和l与待标定相机距主框架的距离h之间的关系为l＝2h tan(w)，主框架的长度和高度均等于待标定相机距主框架的距离，在标定框架的前表面和后表面上交错设置多列安装条框(6)，前表面或后表面两列安装条框之间的间距均为主框架(1)长度的1/10-1/8，每列安装条框(6)上设置多个回光反射测量标志(4)，两个回光反射测量标志(4)之间的距离为主框架(1)长度的1/20-1/18，在每列回光反射测量标志(4)中设置至少一个点状编码标志(5)，环形光源由两组LED光源组成设置在标定框架的前方位置，每组LED光源内安装待标定相机，每组LED光源包括六个均布的LED光源，w为导航系统相机视场角的一半。