[发明专利]用于自动校正无人机前视摄像机图像中心的装置及方法

说明书

本发明涉及自动化无人机领域，尤其是用于自动校正无人机前视摄像机图像中心的方法及装置，装置包括靶图，摄像机，校靶设备，校靶设备包括视频采集模块，电源模块以及主控制器，摄像机实时获取所对应靶图的图像；视频采集模块采集，通过视频接口接收视频数据后将其传输至主控制器；接收视频采集模块的视频数据后，提取所述图像特征点，通过特征点运算获得靶图在图像中的坐标；根据位置关系，获得摄像机的姿态信息，调整摄像机的位置；本方案校靶设备实现一体化设计，与摄像机直接连接，方便快捷；同时通过靶图上增加特征标志，采用特征提取和摄像机标定技术，能够有效自动检测前视摄像机的偏航角度、俯仰角度和横滚角，有效提高安装精度。

技术领域

本发明涉及自动化无人机领域，尤其是用于自动校正无人机前视摄像机图像 中心的方法及装置。

背景技术

伴随着自动化技术的进步，无人机也发展地越来越快；无人机前视摄像机主 要用来辅助飞机起飞降落，用于观测飞机和跑道的距离，辅助飞行员操纵飞机。 前视摄像机的作用尤为重要，必须保证图像中心与实际物体的中心在世界坐标系 中水平、垂直、俯仰方向同轴，才能保证操作的准确高效。

前视摄像机安装时由于安装误差，导致摄像机坐标轴同机体坐标轴3个轴向 不能保持平行，产生3个方向的夹角。此时，摄像机输出画面发生偏转，视觉上 误认飞机的姿态存在偏转；但该偏转是由于摄像机安装误差造成，并非飞机本身 的姿态偏转。若不校靶，地面操作人员通过视频画面，可能会误判飞机的姿态存 在偏转，继而产生错误操作，增加了发生飞行安全事故的可能性。

因此亟需一种装置，计算摄像机坐标轴同机体坐标轴3个轴向的偏差，使安 装人员安装摄像机时，能够调整摄像机安装姿态，保证摄像机坐标轴同机体坐标 轴之间的偏差控制在可接受范围内。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是自动检测摄像机安装姿态的误差，并通过调整 角度明显提高摄像机安装位置的准确性。

本发明所采用的技术方案是：提供一种用于自动校正无人机前视摄像机图像 中心的装置，包括靶图，摄像机，校靶设备，校靶设备包括视频采集模块，电源 模块以及主控制器，

其中，摄像机通过视频接口连接到视频采集模块，视频采集模块连接到主控 制器；电源模块一方面通过电源接口连接到摄像机，另一方面连接到主控制器； 所述摄像机用于获取靶图的图像；所述视频采集模块用于采集摄像机输出的视频 数据；主控制器用于接收视频数据并提取特征进行处理；所述电源模块用于给主 控制器和摄像机进行供电。

本发明还提供一种用于自动校正无人机前视摄像机图像中心的方法，包括以 下步骤：

步骤S1，摄像机实时获取所对应靶图的图像；

步骤S2，采集摄像机输出的视频数据，所述视频采集模块通过视频接口接收 视频数据后将其传输至主控制器；

步骤S3，接收所述视频采集模块的视频数据后，所述主控制器提取其图像特 征；

步骤S4，提取所述图像特征点，通过特征点运算获得靶图在图像中的坐标；

步骤S5，通过运算靶图图像中心位置与其他特征点间的位置关系，获得摄像 机的姿态信息；

步骤S6，所述主控制器通过分析获取的摄像机姿态信息，调整摄像机的位置。

进一步地，步骤S5中，摄像机的姿态信息基于RAC的定标方法进行获取， 世界坐标系和摄像机坐标系的关系公式如下:

理想图像坐标到数字图像坐标的变换(只考虑径向偏差)，

(u,v)为一个点的数字化坐标，(x,y)为理想的数字化坐标，为畸变中心。