主权项 |
两个高速摄像机测量开舱点位置的方法,其特征是,包括以下步骤,步骤一,第一高速摄像机(1)的视场为ab、cd间的夹角,第二高速摄像机(2)的视场为ac、bd间的夹角,摄像机靶标(9)及理论开舱点位于四边形abdc中,两个高速摄像机的世界坐标O<sub>j</sub>(x<sub>j</sub>,y<sub>j</sub>,z<sub>j</sub>)j=1,2,摄像机靶标(9)的世界坐标O<sub>3</sub>(x<sub>3</sub>,y<sub>3</sub>,z<sub>3</sub>),三者相距一定距离,且摄像机靶标(9)在第一高速摄像机(1)和第二高速摄像机(2)视场内成清晰的图像;步骤二,控制计算机(4)利用网络接口(7)采集第一高速摄像机(1)拍摄的摄像机靶标(9)的图像,并提取特征点,控制计算机(4)利用网络接口(8)采集第二高速摄像机(2)拍摄的摄像机靶标(9)的图像,并提取特征点,利用线性成像模型标定两个高速摄像机参数,利用高速摄像机与摄像机靶标(9)的位置关系解算出摄像机与世界坐标系X轴的方位角α、与水平面的高低角λ;其中,高速摄像机的图像坐标系和世界坐标系关系如式①,<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>Z</mi><mi>c</mi></msub><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>x</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>a</mi><mi>u</mi></msub></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><msub><mi>u</mi><mn>0</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mi>v</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>v</mi><mn>0</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>R</mi></mtd><mtd><mi>T</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mn>0</mn><mi>T</mi></msup></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>X</mi><mi>W</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Y</mi><mi>W</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mi>W</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000483681660000011.GIF" wi="1390" he="313" /></maths> ①(a<sub>u</sub>,a<sub>v</sub>)为高速摄像机成像器件的像素尺寸;(u<sub>0</sub>,v<sub>0</sub>)为高速摄像机的光轴与图像平面的交点;R、T分别为摄像机坐标系与世界坐标系的旋转矩阵、平移矩阵;利用高速摄像机与摄像机靶标的位置关系,根据式②解算出高速摄像机与世界坐标系X轴的方位角α、与水平面的高低角λ,<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mi>α</mi><mo>=</mo><mi>arctg</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>X</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>Z</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>Z</mi><mn>3</mn></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>λ</mi><mo>=</mo><mi>arctg</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>Y</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>Y</mi><mn>3</mn></msub></mrow><msqrt><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Z</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>Z</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>X</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mn>3</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mfrac><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math><img file="FDA0000483681660000012.GIF" wi="1090" he="347" /></maths> ②O<sub>j</sub>(x<sub>j</sub>,y<sub>j</sub>,z<sub>j</sub>)j=1,2表示两个高速摄像机在世界坐标系中的坐标;O<sub>3</sub>(x<sub>3</sub>,y<sub>3</sub>,z<sub>3</sub>)表示靶标在世界坐标系中的坐标;步骤三,第一高速摄像机(1)和第二高速摄像机(2)在时统终端(3)的同步脉冲作用下,通过网络接口获取目标的开舱点图像信息,经过图像处理得到开舱点的脱靶量信息;步骤四,控制计算机(4)利用两个高速摄像机的参数及高速摄像机与世界坐标系X轴的方位角α、与水平面的高低角λ信息,再根据公式③计算出开舱点的位置信息(x,y,z),<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>m</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mi>cos</mi><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>sin</mi><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>m</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mi>cos</mi><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>sin</mi><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>K</mi><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup><mi>sec</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>sec</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>l</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>m</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>m</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>sec</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mi>K</mi></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>m</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>m</mi><mn>2</mn></msub><msup><mi>sec</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>K</mi></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0.5</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>1</mn></msub><mi>cos</mi><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><mi>cos</mi><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>y</mi><mo>=</mo><mn>0.5</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>1</mn></msub><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><mi>tg</mi><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>z</mi><mo>=</mo><mn>0.5</mn><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>1</mn></msub><mi>sin</mi><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>z</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><mi>sin</mi><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math><img file="FDA0000483681660000021.GIF" wi="1189" he="778" /></maths> ③O<sub>j</sub>(x<sub>j</sub>,y<sub>j</sub>,z<sub>j</sub>)j=1,2表示两个高速摄像机在世界坐标系中的坐标;(α<sub>j</sub>,λ<sub>j</sub>)j=1,2表示两个高速摄像机与世界坐标系X轴的方位角、与水平面的高低角。 |