[发明专利]基于惯性导航的相机标定方法

权利要求书

1.一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将惯性导航系统与相机进行固定连接；

步骤2、同步采集所述惯性导航系统和相机的实时数据，包括：

控制惯性导航系统和相机同时进行一定的线运动和/或角运动，以使得采集惯性导航系统坐标系下的惯性导航系统不同运动状态下的导航信息以及采集相机坐标系下的相机不同运动状态下的图像信息；

步骤3、将所述惯性导航系统坐标系下的惯性导航系统不同运动状态下的导航信息转换到相机坐标系下的导航信息；

步骤4、基于所述步骤3获取的导航信息以及所述图像信息解算获得相机内外参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述图像信息还包括不同采集距离的图像信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述步骤2中的导航信息包括：惯性导航系统输出的三维位置信息、方位信息以及水平姿态信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述步骤1还包括：调整所述惯性导航系统的前向与相机的前向保持一致，以及调整所述惯性导航系统的水平面与相机成像图像平面大致垂直。

5.根据权利要求1-2所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述步骤2还包括：同步采集所述惯性导航系统和相机的实时数据中，还将所述惯性导航系统的数据采集脉冲进行分频处理以得到适应于所述相机的数据采集频率，所述数据采集频率用于触发相机的数据采集。

6.根据权利要求1-2所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述步骤2中，所述惯性导航系统和相机的实时数据可分多次进行同步采集，其中，每采集一次记录的数据称为一个条次，不同的运动状态在同一条次进行或在不同的条次进行。

7.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

基于所述惯性导航系统坐标系和相机坐标系获取两者之间的平移矢量和旋转矩阵；

基于所述平移矢量和旋转矩阵以及惯性导航系统不同运动状态下的导航信息获取相机坐标系下的导航信息。

8.根据权利要求2所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

基于步骤3获取的相机坐标系下的导航信息获取导航信息变化量；

基于所述图像信息进行特征点匹配获取匹配的特征点，并获取所述匹配的特征点在图像坐标系内的像素位移；

将所述导航信息变化量和所述像素位移代入相机成像模型以获取相机投影矩阵；

基于所述相机投影矩阵、导航信息变化量和像素位移获取相机内外参数。

9.根据权利要求8所述的一种基于惯性导航的相机标定方法，其特征在于，所述基于所述相机投影矩阵、导航信息变化量和像素位移获取相机内外参数具体为：将所述相机投影矩阵、导航信息变化量和像素位移代入相机内外参数的关系方程，并利用最小二乘法完成相机内外参数求解。