[发明专利]基于计算机视觉的惯性导航部件安装误差检测方法及装置

说明书

本申请属于机载惯性导航部件安装误差测量技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的惯性导航部件安装误差检测方法，包括以下步骤：三维重建步骤：在同一坐标系下对惯性导航部件的安装面、惯性导航部件的安装面上的航向特征以及载机基准进行三维重建；误差计算步骤：基于三维重建的安装面、航向特征以及载机基准计算惯性导航部件安装误差。此外，涉及一种基于计算机视觉的惯性导航部件安装误差检测装置包括：三维重建模块，用于在同一坐标系下对惯性导航部件的安装面、惯性导航部件安装面上的航向特征以及载机基准进行三维重建；误差计算模块：基于三维重建的安装面、航向特征以及载机基准计算惯性导航部件安装误差。

技术领域

本申请属于机载惯性导航部件安装误差测量技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的惯性导航部件安装误差检测方法及装置。

背景技术

惯性导航部件为惯性组合导航系统的核心部件，用于实时测量、解算载机的姿态、加速度、速度、位置等导航参数，为保证其精度，惯性导航部件的安装面相对于载机基准的安装误差需控制在允许的误差范围之内，安装误差包括航向误差、俯仰误差、横滚误差。

现有技术中，利用象限仪测量俯仰误差和横滚误差，由于象限仪只能测量相对水平面的误差，因此，利用其测量俯仰误差和横滚误差时需先将载机调整至水平状态，过程繁琐；利用激光跟踪仪测量航向误差，在使用激光跟踪仪对航向误差进行测量时，需要借助精密加工的辅助工装测得机体坐标系下的纵向前后的两个孔位坐标，过程费时、费力。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于计算机视觉的惯性导航部件安装误差检测方法及装置，以克服或减轻上述至少一方面的缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种基于计算机视觉的惯性导航部件安装误差检测方法，包括以下步骤：

三维重建步骤：在同一坐标系下对惯性导航部件的安装面、惯性导航部件安装面上的航向特征以及载机基准进行三维重建；

误差计算步骤：基于三维重建的安装面、航向特征以及载机基准计算惯性导航部件安装误差。

根据本申请的至少一个实施例，三维重建步骤包括：

相机标定步骤：对第一相机及第二相机进行标定，得到第一相机及第二相机的内外参数；

图像获取步骤：基于第一相机获取第一图像，基于第二相机获取第二图像；其中，第一图像及第二图像中均包括安装面的图像以及载机基准的图像

特征提取步骤：提取第一图像中安装面图像的特征点，该特征点称为第一安装面特征点，以及提取第一图像中安装面图像上表征安装面航向特征的特征点，该特征点称为第一安装面航向特征点；提取第一图像中载机基准图像的特征点，该特征点称为第一载机基准特征点；提取第二图像中安装面图像的特征点，该特征点称为第二安装面特征点，以及提取第二图像中安装面图像上表征安装面航向特征的特征点，该特征点称为第二安装面航向特征点；提取第二图像中载机基准图像的特征点，该特征点称为第二载机基准特征点；

特征点匹配步骤：对第一安装面特征点及第二安装面特征点进行匹配，得到安装面匹配特征点；对第一安装面航向特征点及第二安装面航向特征点进行匹配，得到航向匹配特征点；对第一载机基准特征点及第二载机基准特征点进行匹配，得到载机基准匹配特征点；

坐标转化步骤：根据安装面匹配特征点在第一相机像素坐标系及第二相机像素坐标系下的像素坐标、航向匹配特征点在第一相机像素坐标系及第二相机像素坐标系下的像素坐标、载机基准匹配特征点在第一相机像素坐标系及第二相机像素坐标系下的像素坐标、内外参数，得到安装面匹配特征点在选定相机坐标系下的三维坐标、航向匹配特征点在选定相机坐标系下的三维坐标、载机基准匹配特征点在选定相机坐标系下的三维坐标；