[发明专利]一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量系统，包括座体（1），其特征在于：所述座体（1）的底板（101）上安装有第一可调支架（2）和第二可调支架（7），所述第一可调支架（2）与第二可调支架（7）分别位于底板（101）的左侧和右侧，所述第一可调支架（2）的上表面上安装有第一摄像机（3）和第一激光器（5），所述第一摄像机（3）的侧面上安装有第一倾角仪（4），所述第二可调支架（7）的上表面上安装有第二摄像机（8）和第二激光器（10），所述第二摄像机（8）的侧面上安装有第二倾角仪（9），所述座体（1）的左侧板（102）上设置有第一特征点靶面（6），所述座体（1）的右侧板（103）上设置有第二特征点靶面（11），所述第一特征点靶面（6）、第一摄像机（3）和第二激光器（10）位于同一条直线上，即第一摄像机（3）和第二激光器（10）对准第一特征点靶面（6），所述第二特征点靶面（11）、第二摄像机（8）和第一激光器（5）位于同一条直线上，即第二摄像机（8）和第一激光器（5）对准第二特征点靶面（11），所述座体（1）的后侧板（104）上安装有嵌入式系统（12），所述第一摄像机（3）、第一倾角仪（4）、第二摄像机（8）和第二倾角仪（9）与嵌入式系统（12）通过电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量系统，其特征在于：所述第一可调支架（2）和第二可调支架（7）是一种紧密的位移平台，可以模拟实际情况下相机与靶面的偏转，它主要是实现6个自由度的变化，即绕、、3个轴的旋转和沿、、3个轴的平移都可通过位移平台实现。

3.根据权利要求1所述的一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量系统，其特征在于：所述第一特征点靶面（6）与第二特征点靶面（11）上设置有四个特征点，所述四个特征点构成矩形框，用于位姿解算。

4.根据权利要求1所述的一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量系统，其特征在于：所述第一倾角仪（4）与第二倾角仪（9）分别用于测量第一可调支架（2）和第二可调支架（7）的偏转角度，用以验证位姿解算结果是否精确。

5.根据权利要求1所述的一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量系统，其特征在于：所述嵌入式系统（12）内设置有图像处理设备及数据传输设备，用于对第一摄像机（3）与第二摄像机（8）拍摄的图像进行处理和对数据进行传输。

6.一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）：通过已知参数求解得到第一特征点靶面（6）上特征点的空间坐标A1；

步骤（2）：调整第一可调支架（2）后，首先将第二激光器（10）的激光打到第一特征点靶面（6）上，然后通过第一摄像机（3）拍摄第一特征点靶面（6），所述第一摄像机（3）将拍摄的图片传输给嵌入式系统（12），所述嵌入式系统（12）将拍摄的图片进行处理后，得到第一特征点靶面（6）上特征点的图像坐标B1；

步骤（3）：通过四特征点位姿解算方法，根据特征点的空间坐标A1和特征点的图像坐标B1求解出姿态参数R1；

步骤（4）：通过已知参数求解得到第二特征点靶面（11）上特征点的空间坐标A2；

步骤（5）：调整第二可调支架（7）后，首先将第一激光器（5）的激光打到第二特征点靶面（11）上，然后通过第二摄像机（8）拍摄第二特征点靶面（11），所述第二摄像机（8）将拍摄的图片传输给嵌入式系统（12），所述嵌入式系统（12）将拍摄的图片进行处理后，得到第二特征点靶面（11）上特征点的图像坐标B2；

步骤（6）：通过四特征点位姿解算方法，根据特征点的空间坐标A2和特征点的图像坐标B2求解出姿态参数R2。

7.根据权利要求6所述的一种基于特征点位置校正的靶标位姿测量方法，其特征在于：在步骤（2）和步骤（5）中，当摄像机拍摄的特征点靶面上的特征点完整时，可直接确定特征点的图像坐标B。