[发明专利]基于光束直线特性的空间光测系统标定装置及方法

权利要求书

1.一种空间光测系统标定方法，其特征在于，该方法应用于多目视觉设备组；所述多目视觉设备组至少包括两个参数待定的视觉设备；所述方法包括：

将所述多目视觉设备组中各个视觉设备分别设置于空间光测系统各个观测点，调整各个视觉设备观测角度，使各个视觉设备之间具有公共视场；

将示踪光束发生器固定安装于多自由度转台上，组成示踪光束扫描系统；

依据预设的投射规则，使所述示踪光束扫描系统投射已知向量的示踪光束至所述公共视场；

依据预设的投射规则，使各个视觉设备对所述示踪光束进行图像采集，获取所述各示踪光束在各个视觉设备的二维图像；

其中，所述预设的投射规则包括各个视觉设备对所述示踪光束的图像采集周期或者所述各个视觉设备对示踪光束图像采集的具体应用的时间周期；

在世界坐标系中求解所述各示踪光束的控制直线方程；在所述各视觉设备的靶面坐标系中求解所述各示踪光束的像直线方程；

根据各示踪光束的控制直线方程与所述各视觉设备靶面坐标系中各示踪光束的像直线方程之间的共面成像关系，分别解算各个视觉设备的内参数和/或外参数，求出世界坐标系分别到两个视觉设备的靶面坐标系的旋转矩阵和平移矢量；

根据坐标传递原理，解算所述各个视觉设备的靶面坐标系之间的旋转矩阵和平移矢量，完成所述多目视觉设备组中各个视觉设备的相对空间方位标定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据预设的投射规则，使所述示踪光束扫描系统投射已知向量的示踪光束至所述公共视场的方法。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据预设的投射规则，使所述示踪光束扫描系统投射至少六条非共面已知向量的示踪光束至所述公共视场的方法，还包括，若已知各个视觉设备的主点，则使所述示踪光束扫描系统投射至少四条共面的不同方位示踪光束至所述公共视场。

4.如权利要求1-3其中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述解算各个视觉设备的内参数和/或外参数的方法，还包括，采用光束平差法或最小二乘法进行解算。

5.如权利要求1-3其中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述将示踪光束发生器固定安装于多自由度转台上组成示踪光束扫描系统的方法，还包括，将示踪光束发生器固定安装于全站仪或经纬仪，或将示踪光束发生器固定安装于转台集组，用以精确定位所述示踪光束的空间方位；所述转台集组包括至少一个一维转台。

6.一种空间光测系统的标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：

多目视觉设备组，包括至少两个参数待定的视觉设备，用于根据预设的投射规则对示踪光束进行图像采集，输出所述示踪光束在各个视觉设备的靶面上形成的二维图像，各个视觉设备置于空间光测系统的各观测点，且各视觉设备相互成一定角度，具有公共视场；

示踪光束扫描系统，用于依据预设的投射规则，向所述各个视觉设备的公共视场投射示踪光束，并输出所述各示踪光束的空间方位数据；

处理系统，用于根据预设的投射规则输入各示踪光束的空间方位数据和所述各个示踪光束的二维图像数据，在世界坐标系中求解所述各示踪光束的控制直线方程；在所述各视觉设备的靶面坐标系中求解所述各示踪光束的像直线方程；根据各示踪光束的控制直线方程与所述各视觉设备靶面坐标系中各示踪光束的像直线方程之间的共面成像关系，经过数据分析处理，解算并输出各个视觉设备的内参数和/或外参数，求出世界坐标系分别到两个视觉设备的靶面坐标系的旋转矩阵和平移矢量，以及根据坐标传递原理，解算所述各个视觉设备的靶面坐标系之间的旋转矩阵和平移矢量，完成所述多目视觉设备组中各个视觉设备的相对空间方位标定，输出各视觉设备之间的空间转换关系数据；

其中，所述预设的投射规则包括各个视觉设备对所述示踪光束的图像采集周期或者所述各个视觉设备对示踪光束图像采集的具体应用的时间周期。