[发明专利]基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法

说明书

本发明提供了一种基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法，包括以下步骤：步骤1，建立行星近景摄影测量相机安装参数测量涉及的坐标系；步骤2，确定安装参数类型；步骤3，搭建安装参数的测量环境；步骤4，获取解算安装参数所需的观测数据；步骤5，解算行星近景摄影测量相机的安装参数。本发明能够对行星近景摄影测量相机的安装参数进行高精度测量，可操作性强，理论严密，并且显著提高测量效率。

技术领域

本发明涉及一种数据处理方法，特别是一种基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法。

背景技术

近景摄影测量是摄影测量的一个分支，是利用对300m以内近距离目标摄影所获取的图像来确定其形态、几何位置和大小的技术。在月球探测、火星探测等行星探测任务中，近景摄影测量相机是重要的科学载荷，包括我国嫦娥三号月球探测任务、美国火星探险漫游者(MER)、火星科学实验室(MSL)等多个月球与火星探测任务均携带了全景相机、导航相机等近景摄影测量相机，我国即将实施的嫦娥五号和首次火星探测任务也将携带近景摄影测量相机。通过获取着陆区、巡视区周围场景的立体图像，基于摄影测量原理，可以恢复拍摄区域的地形，据此可开展行星表面地形地貌研究、地质构造解析、着陆器或巡视器定位、巡视探测路径规划等科学研究和工程应用。

行星近景摄影测量相机一般安装在行星探测器上可转动的指向机构上(如巡视器桅杆)，利用摄影测量原理进行地形恢复的关键是获取每幅图像的外方位元素，具体涉及相机在指向机构上的安装参数(包括旋转矩阵和偏移矩阵)、相机指向机构的转动角度、指向机构在探测器上的安装参数、以及探测器在行星表面上的实时位置与姿态等参数。其中，相机指向机构的转动角度、探测器的位置与姿态将由行星上相关传感器测量并以遥测参数的形式返回地面，而相机与指向机构的安装参数是相对固定的常数，必须在任务开始前对安装参数进行精确测量，确保图像外方位元素的解算精度及行星表面地形的恢复精度。

安装参数测量的主要目的是建立相机坐标系和行星探测器坐标系之间的转换关系，通常需要借助光学立方镜(基准镜)实现相关坐标系过渡。传统的安装参数测量方法需要利用高精度经纬仪等仪器设备对基准镜进行自准直，建立传递坐标系，实现各坐标之间的转换。然而，由于坐标系的概念比较抽象，基准镜自准直过程中随机误差较大，极大的影响了参数测量效率和精度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法。本发明能够对行星近景摄影测量相机的安装参数进行高精度测量，可操作性强，理论严密，并且显著提高测量效率。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法，包括以下步骤：

步骤1，建立行星近景摄影测量相机安装参数测量涉及的坐标系；

步骤2，确定安装参数类型；

步骤3，搭建安装参数的测量环境；

步骤4，获取解算安装参数所需的观测数据；

步骤5，解算行星近景摄影测量相机的安装参数。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果：能够对行星近景摄影测量相机的安装参数进行高精度测量，可操作性强，理论严密，并且显著提高测量效率。

附图说明

图1为本发明实施例行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法的流程图。

图2为本发明实施例嫦娥五号着陆器本体坐标系示意图。

图3为本发明实施例近景摄影测量相机摄测坐标系示意图。