[发明专利]基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统

说明书

本发明提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，其方法包括：在世界坐标系中表达载体位于实际位时的主靶点矢量；求解交切距和主光轴旋转半径并确定焦距与交切距之间的拟合函数；在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，在无需前方控制点的情况下，根据视觉系统结构参数建立世界坐标系，对待测点进行前方交会测量，在线性空间解析的基础上，创新了基于视觉系统结构参数进行前方交会空间点测量的方法，实现对待测点更精准的摄影测量。

技术领域

本发明涉及数字摄影测量技术领域，尤其涉及一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统。

背景技术

随着机器视觉技术和AI技术在精细农业领域的应用需求的扩展，在农业以及其他行业的自动化智能化作业中，对高精度、无控制点测量的需求越来越高。

基于单目或多目摄像机的前方交会摄影测量一般需要控制点或其他传感器辅助测量。但是，一方面在农业或其他实际生活场景中通常没有条件进行理想的靶标设置，另一方面采用其他传感器辅助不但设备成本高，而且场景的环境条件也限制了视觉系统的应用场景和测量精度。综上，现有的前方交会测量方法在无控制点的情况下，难以准确的获得的待测点的位置。

发明内容

本发明提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，用以解决现有技术中在无控制点的情况下，难以准确的获得的待测点的位置的缺陷，实现在无控制点的情况下基于视觉系统的结构参数更准确的获取待测点的位置。

本发明提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，包括：

根据靶标相对于像平面的姿态和视觉系统中载体的预设位，在世界坐标系中分别表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，所述载体位于实际位时的主靶点矢量为所述世界坐标系的原点到所述载体位于实际位时的主靶点的矢量；所述主靶点，指所述视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点；

基于所述视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、所述视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数；

利用所述视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点矢量；其中，任意两张所述目标图像中，所述待测点相对于所述视觉系统的姿态和交会点矢量不同；所述视觉传感器，设置于所述载体上；所述交会点矢量，指所述载体的旋转中心到所述交会点的矢量；

基于通过所述拟合函数获得的交切距、所述视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、所述陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值；

其中，所述主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；所述待测点为预先确定的测量空间中的任意点；所述世界坐标系的原点位于所述载体的旋转中心，所述世界坐标系的各坐标轴的方向是根据所述陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的。

本发明还提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统，包括：

坐标表达模块，用于根据所述视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，所述载体位于实际位时的主靶点矢量为所述世界坐标系的原点到所述载体位于实际位时的主靶点的矢量；所述主靶点，指所述视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点；