[发明专利]一种确立空间直线矢量至投影平面姿态映射关系的方法

说明书

本发明提供了一种确立空间直线矢量至投影平面姿态映射关系的方法，属于常规靶场光学姿态测量领域，用于规范直线矢量从空间至平面投影的矢量关系。本发明利用姿态求解的两种途径，分别是矢量旋转以及交会重构，实现了空间直线矢量至投影像面的映射以及方法结果的验证；采用本发明提出的方法，首次实现了基于直线矢量空间至平面的姿态映射；本发明中的技术方法可以作为具有直线特征目标的姿态处理基础依据，广泛应用于军用摄像测量姿态测试领域。

技术领域

本发明涉及常规兵器试验测试领域，特别是涉及靶场光学姿态测量领域。

背景技术

直线矢量在光学姿态测量中非常占优势，目前光学姿态处理方法主要基于3种特征，分别是基于多个(3个以上)同名角点、基于目标模型以及基于直线矢量特征。针对靶场测量目标而言，目标动态飞行过程中多视角无遮挡、可通视的可提取同名角点非常少，故基于多点测量的方法不太适用；当测量外形无法准确获取时，模型匹配法失去计算前提，另外，模型匹配法计算量比较大，耗时、效率低；而基于直线矢量交会的方法不仅不需要同名匹配，且在特征提取方面比较灵活，仅需分站矢量平行则可。

摄像测量在计算弹道时，有基本的共线方程；而基于直线矢量交会时，目前尚没有成熟的空间直线矢量至投影平面姿态映射关系模型。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种确立空间直线矢量至投影平面姿态映射关系的方法，利用姿态求解的两种途径(分别是矢量旋转以及交会重构)实现了空间直线矢量至投影像面的映射以及方法结果的验证，能够提高直线矢量交会计算姿态的直观性和便利性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)初始零姿态条件下空间直线矢量在目标坐标系的归一化矢量L₀(a b c)^T，经偏航角Ψ、俯仰角滚转角γ旋转后，获取计算时刻空间直线矢量在基准坐标系下的矢量L(l m n)^T；

(2)将矢量L(l m n)^T由基准坐标系经像机光轴指向(A,E)转换至像机坐标系，得L_C(X_C Y_C Z_C)^T；

(3)将L_C(X_C Y_C Z_C)^T转换至像面坐标系l_p(y z)^T，

(4)获取空间直线矢量在投影像面的角度α，

所述的步骤(1)中旋转矩阵为

所述的步骤(2)中L_C＝R(-E)R(-A)L，其中，

所述的步骤(4)获取两个分站投影像面角度α₁、α₂，采用中轴线交会法实现空间直线矢量重构，重构结果为L′(l′m′n′)^T，比较L′与L的一致性，即验证空间直线矢量至投影平面姿态映射关系结果的正确性。

本发明的有益效果是：首次确立了空间直线矢量至投影像面姿态的映射关系，并通过分站映射结果对空间直线矢量进行了重构，以达到闭环验证映射结果正确性的目的。本发明为基于直线矢量的光学姿态处理提供了重要的3D-2D姿态映射关系，为基于直线矢量的姿态处理统一了处理途径。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。