| 主权项 |
一种观察窗折射偏移校正方法，用于高速风洞模型姿态测量时摄影测量系统成像模型的校正，其特征在于包括如下步骤：(1)将标定靶固定在所述高速风洞的观察窗玻璃平面上，将摄影测量系统的摄像机置于观察窗外部对所述标定靶成像，得到标定靶上标识点在摄影测量系统的摄像机坐标系下的三维坐标；(2)根据步骤(1)中得到的所述三维坐标计算出摄像机坐标系与所述高速风洞的观察窗玻璃平面所在坐标系之间的空间位置关系，得到坐标系间的转换矩阵；(3)确定光线经玻璃折射后的折射偏移量；所述步骤(3)中确定光线经玻璃折射后的折射偏移量具体为：(3.1)取摄像机坐标系原点O<sub>C</sub>及入射光线与图像坐标系交点S，原点O<sub>C</sub>和交点S在摄像机坐标系下的坐标分别为(x,y,l)和(0,0,0)，则交点S与原点O<sub>C</sub>在标定靶坐标系下的坐标为：<img file="FDA0000699540800000011.GIF" wi="534" he="233" />(3.2)通过公式<img file="FDA0000699540800000012.GIF" wi="607" he="150" />计算出入射光线与观察窗玻璃平面的夹角θ<sub>i</sub>；(3.3)计算出所述摄像机测量值相对真实值在标定靶坐标系下的偏移量如下：ΔX＝‑b·tgθ<sub>Di</sub>，ΔY＝d(tgθ<sub>Mi</sub>‑tgθ<sub>Mr</sub>)，ΔZ＝‑O<sub>U</sub>·ctgθ<sub>Ui</sub>‑b，式中b为平行于Z轴且过摄像机直接获取位置点的直线和折射光线的交点到真实位置点沿Z方向的距离；θ<sub>Di</sub>为下部折射光线与Z轴的夹角；d为观察窗玻璃的厚度；θ<sub>Mi</sub>和θ<sub>Mr</sub>分别为XOY平面上入射光线的入射角和折射角；θ<sub>Ui</sub>为下部折射光线与Z轴的夹角；(3.4)在摄像机坐标系下的偏移量ΔX<sub>c</sub>,ΔY<sub>c</sub>和ΔZ<sub>c</sub>可表示为：<img file="FDA0000699540800000021.GIF" wi="410" he="315" />则标识点在摄像机坐标系下的真实坐标为(X<sub>c</sub>+ΔX<sub>c</sub>,Y<sub>c</sub>+ΔY<sub>c</sub>,Z<sub>c</sub>+ΔZ<sub>c</sub>)；(4)令摄像机直接对所述高速风洞内部的模型进行成像，得到该模型上标识点的三维坐标；(5)将步骤(3)中得到的折射偏移量叠加到步骤(4)中得到的模型上标识点的三维坐标上，得到校正后的模型上标识点的三维坐标值。 |
