專利名稱：：大視場條件下獲得攝像機標(biāo)定點的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及測量技術(shù)，具體說就是一種大視場條件下獲得攝像機標(biāo)定點的方法。
背景技術(shù)：
：數(shù)字?jǐn)z像機是計算機視覺系統(tǒng)獲得圖像信息的主要工具。近年來，利用數(shù)字?jǐn)z像機進(jìn)行二維、三維重建和尺寸檢測獲得了越來越多的運用和研究。檢查和校準(zhǔn)攝像機的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)的過程稱為攝像機標(biāo)定(Cameracalibration)。攝像機標(biāo)定是從二維圖像獲取高精度三維信息的前提，其標(biāo)定精度和可靠程度將直接影響到測量結(jié)果的精度。根據(jù)標(biāo)定過程是否需要標(biāo)定點將攝像機標(biāo)定分為傳統(tǒng)標(biāo)定方法和自標(biāo)定方法。傳統(tǒng)的攝像機標(biāo)定方法標(biāo)定精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自標(biāo)定方法，是應(yīng)用最廣泛的標(biāo)定方式。應(yīng)用傳統(tǒng)標(biāo)定攝像機時需要在場景中放置一個標(biāo)定設(shè)備(如經(jīng)過精密加工的標(biāo)定塊)，標(biāo)定設(shè)備上制作多個標(biāo)定點，而且標(biāo)定點的坐標(biāo)需要精確測量，然后由攝像機獲取標(biāo)定點的圖像并提取標(biāo)定點的2D圖像坐標(biāo)。最后借助于非線性優(yōu)化方法求解攝像機內(nèi)外參數(shù)。因此標(biāo)定點的選取與精度對最終的標(biāo)定結(jié)果有很大的影響。而在視場較大的情況下，制作高精度的標(biāo)定設(shè)備及精確測定標(biāo)定點的3D坐標(biāo)相對比較困難。一般采用的旋絲法，利用拉絲靶標(biāo)提供標(biāo)定點。這種方法只需采集一次坐標(biāo)點，進(jìn)行一次坐標(biāo)變換，但雙電子經(jīng)緯儀交會系統(tǒng)的使用使得標(biāo)定點的采集較為復(fù)雜，需要人工進(jìn)行瞄準(zhǔn)，系統(tǒng)定向比較麻煩，同時當(dāng)測量范圍較大的時候，很難制作高精度的標(biāo)定靶標(biāo)進(jìn)行全局范圍的標(biāo)定。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用激光跟蹤儀設(shè)置共面標(biāo)定點完成全局標(biāo)定的一種大視場條件下獲得攝像機標(biāo)定點的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括攝像機標(biāo)定點的生成方法和獲取攝像機標(biāo)定點3D坐標(biāo)的方法，攝像機標(biāo)定點的生成方法步驟如下(1)在激光跟蹤儀的工作范圍內(nèi)是一表面平整的標(biāo)定板，將激光跟蹤儀的靶標(biāo)放置在平板表面的某一點處，并且保持靶標(biāo)的位置不變，分別記錄此時靶標(biāo)球心點Ptl在基本坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(Xo，y。，Z0)及方位角α和β；(2)在測量光束的光路上放置一個不透光的遮光板；根據(jù)激光跟蹤儀的工作原理可知，在這種情況下跟蹤模塊將失去作用，也就是說，此時移動靶球測量光束不會跟著改變方向；(3)將靶標(biāo)從平板表面上拿走，然后移開遮擋物體，測量光束就會在平板表面上形成一個光斑，此光斑就用來作標(biāo)定攝像機的標(biāo)定點；(4)將靶標(biāo)隨機放置在平板表面的不同位置上，使靶標(biāo)中心點Pi(i=1，2，…，η；η>3)不共線而且位置盡量均勻分布，重復(fù)步驟(1)、(2)、(3)，直到在整個標(biāo)定點采集平面范圍內(nèi)采集到足夠的標(biāo)定點；獲取攝像機標(biāo)定點3D坐標(biāo)的方法是(1)在每次采集標(biāo)定點的同時記錄靶標(biāo)中心點Pi的坐標(biāo)(Xi，Yi,Zi)，點Pi分布在同一平面(命名為nt)內(nèi)，該平面與幕墻平面(命名為nb)互相平行，而且兩個平面之間的距離等于靶球半徑R。，令平面Πt的方程為Ax+By+Cz+Di=0將點Pi的坐標(biāo)值代入方程，可構(gòu)建一個如下形式的線性方程組<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(2)應(yīng)用線性最小二乘法求解線性方程組，就可以確定平面Πt的方程中的未知系數(shù)A、B、C和D1；(3)假設(shè)點Pt(xt,yt，zt)是平面Πt內(nèi)的任意一點，過點Pt作輔助直線1，而且使直線1的單位方向向量等于平面Πt的單位法向量，則直線1的參數(shù)方程可寫成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>假設(shè)點Pb(xb，yb，zb)是直線1和平面Πb的交點，由于平面Πb和Πt之間的距離等于靶標(biāo)半徑R，可得點Pb的坐標(biāo)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>由于平面Πb和！！t互相平行，可假設(shè)平面Πb的方程為Ax+By+Cz+D2=0將xb、yb、zb代入平面Πb的方程得D2^D1-R^A2+B2+C2至此，平面Πb的平面方程中的系數(shù)全部被確定；(4)將測量光束看作一條經(jīng)過基本坐標(biāo)系坐標(biāo)原點的直線，靶標(biāo)中心Ptl是該直線上的一點，由點Ptl的坐標(biāo)值得直線OPtl的參數(shù)方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>標(biāo)定板平面Πb和直線OPtl的交點P。的坐標(biāo)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>至此，確定標(biāo)定點的3D坐標(biāo)。本發(fā)明是一種大視場條件下獲得攝像機標(biāo)定點的方法。本發(fā)明采用激光跟蹤儀設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇標(biāo)定點位置，空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，標(biāo)定方法簡單，可保證多視覺測量系統(tǒng)的全局標(biāo)定精度達(dá)到較高的水平。圖1為本發(fā)明的利用激光跟蹤儀設(shè)定標(biāo)定點裝置示意圖；圖2本發(fā)明的激光跟蹤儀光路圖；圖3本發(fā)明的激光跟蹤儀基本坐標(biāo)系；圖4本發(fā)明的標(biāo)定點生成過程示意圖；圖5本發(fā)明的確定作為標(biāo)定板的平面方程的方法示意圖；圖6本發(fā)明的標(biāo)定點坐標(biāo)測量方法示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。結(jié)合圖1-圖6，本發(fā)明借助于激光跟蹤儀生成標(biāo)定點，并精確測量其3D坐標(biāo)。激光跟蹤儀主要由跟蹤頭、靶標(biāo)、控制電箱和測量軟件構(gòu)成，跟蹤頭內(nèi)部有一套激光干涉系統(tǒng)、兩套角度編碼器、電機以及光電傳感器等。激光器發(fā)出的光束照射到一個可沿水平軸和垂直軸旋轉(zhuǎn)的萬向反射鏡上，經(jīng)萬向反射鏡反射的光束照射到位于被測點的靶標(biāo)上。由靶標(biāo)反射回來的光束被分光鏡分為兩路，一路進(jìn)入激光干涉系統(tǒng)形成干涉條紋，由干涉條紋數(shù)可求得靶標(biāo)的移動距離；另一路照射到四象限探測器上，若照射到靶標(biāo)上的光偏離靶標(biāo)的中心點，則四象限探測器就會輸出差動電信號，該信號經(jīng)放大后，通過伺服控制回路控制電機帶動萬向反射鏡轉(zhuǎn)動，使照射到靶標(biāo)的光束方向發(fā)生變化，直至入射光通過靶標(biāo)中心為止。與萬向反射鏡同軸安裝的兩個角度編碼器則分別測出水平方位角和垂直方位角。同時激光跟蹤儀具有定位功能，可以控制激光束投射到已經(jīng)測量好的空間坐標(biāo)上。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，以實驗用屏幕作為標(biāo)定點承載體，利用激光跟蹤儀的指示光斑的投影作為標(biāo)定點，將實驗被測物與標(biāo)定靶標(biāo)相結(jié)合，不需要單獨制作高精度靶標(biāo)，空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，方法簡單。其標(biāo)定點的具體發(fā)生方法是(1)用4個攝像機構(gòu)建一個多目視覺測量系統(tǒng)，其中兩個安裝在同一幕墻兩側(cè)的攝像機為一組，分別用于測量對面墻上的光斑圖像。(2)將激光跟蹤儀、各相機的位置固定，然后確定地面坐標(biāo)系OgXgYgZgtl此坐標(biāo)系可以以激光跟蹤儀的基本坐標(biāo)系為準(zhǔn)，其坐標(biāo)原點即為跟蹤儀的坐標(biāo)原點。由于激光干涉儀為增量碼測量系統(tǒng)，因此測量前必須預(yù)設(shè)初值。跟蹤頭上有一固定點，測量開始時，首先將靶標(biāo)置于該固定點上，該點與萬向反射鏡回轉(zhuǎn)中心的距離是固定的，計算機自動將初值置為該距離值，然后就可移動靶標(biāo)依次測量空間各被測點。激光跟蹤儀定義了一個完整的球體坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點位于萬向反射鏡的中心，該坐標(biāo)系被稱作基本坐標(biāo)系，它被固化在硬盤內(nèi)，不能被執(zhí)行刪除或更名操作，基本坐標(biāo)系也是開始一個新工作的起始坐標(biāo)系。假設(shè)點P為被測點，通過測量極徑L和兩個方位角α和β，即可確定被測點P的笛卡兒坐標(biāo)χ=Lsinasinβy=Lsinacosβ<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(3)將激光跟蹤儀的靶標(biāo)放置在幕墻表面的某一點處，并且保持靶標(biāo)的位置不變。分別記錄此時靶標(biāo)球心點Ptl在基本坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(Xtl,yo，Ztl)及方位角α和β。(4)在測量光束的光路上放置一個不透光的遮光板。根據(jù)激光跟蹤儀的工作原理可知，在這種情況下跟蹤模塊將失去作用，也就是說，此時移動靶球測量光束不會跟著改變方向。將靶標(biāo)從幕墻表面上拿走，然后移開遮擋物體，測量光束就會在幕墻表面上形成一個光斑，此光斑就用來作標(biāo)定攝像機的標(biāo)定點。(5)將靶標(biāo)隨機放置在幕墻表面的不同位置上，使靶標(biāo)中心點Pi(i=1，2，…，η；η>3)不共線而且位置盡量均勻分布，重復(fù)步驟(3)、(4)、(5)，直到在整個標(biāo)定點采集平面范圍內(nèi)采集到足夠的標(biāo)定點。(6)用攝像機依次拍攝這些標(biāo)定點，并將其存儲為標(biāo)定點序列圖像。在全部圖像拍攝完畢后，對標(biāo)定點序列圖像進(jìn)行分析，提取其中的光斑在攝像機坐標(biāo)系OicIicTiJt內(nèi)的位置，光斑圓心的坐標(biāo)使用三次線形插值和最小二乘擬合的質(zhì)心算法。標(biāo)定點的3D坐標(biāo)的測量方法是在每次采集標(biāo)定點的同時記錄靶標(biāo)中心點Pi的坐標(biāo)(Xi，yi;Zi)(i=1,2,…，η；n>3)。Pi*布在同一平面(命名為TIt)內(nèi)，該平面與幕墻平面(命名為TIb)互相平行，而且兩個平面之間的距離等于靶球半徑R。令平面Πt的方程為Ax+By+Cz+Di=0(1)將點Pi的坐標(biāo)值代入式(1)，可構(gòu)建一個如下形式的線性方程組X1ylZ11A「^^2y2z21ΒΛ=0(2)········_Xta^_x”y,丄」Ι_Α_應(yīng)用線性最小二乘法求解式(2)，就可以確定平面Πt的方程中的未知系數(shù)A、B、C和D”平面Πt和Πb的相對位置關(guān)系如圖5所示，假設(shè)點Pt(xt，yt，zt)是平面Πt內(nèi)的任意一點，過點Pt作輔助直線1，而且使直線1的單位方向向量等于平面πt的單位法向量，則直線1的參數(shù)方程可寫成X=Xi^tAHA2^B2+C2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>假設(shè)點Pb(xb，yb，zb)是直線1和平面Πb的交點，由于平面Πb和Πt之間的距離等于靶標(biāo)半徑R，由式(3)可得點Pb的坐標(biāo)為JCb=JCt+RA/^A2+B2+C2=+RBZ-JA2+B1+C1(4)zb=zt+RC/^A2+B2+C2由于平面Πb和Πt互相平行，根據(jù)式(1)，可假設(shè)平面Πb的方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(5)將⑷式代入(5)式得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(6)至此，平面Πb的平面方程中的系數(shù)全部被確定。將測量光束看作一條經(jīng)過基本坐標(biāo)系坐標(biāo)原點的直線，靶標(biāo)中心Ptl是該直線上的一點，由點Ptl的坐標(biāo)值得直線OPtl的參數(shù)方程為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(7)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>由式(5)至(7)得標(biāo)定板平面Πb和直線OPtl的交點P。的坐標(biāo)為xc=-D2X0/(Ax0+By0+Cz0)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>至此，確定標(biāo)定點的3D坐標(biāo)。由于幕墻平面尺度較大，必然存在一定的平面度誤差，為降低這一類誤差對標(biāo)定參數(shù)造成的影響，采用對標(biāo)定點坐標(biāo)進(jìn)行反求的方法。通過相機局部參數(shù)和標(biāo)定點在坐標(biāo)系OicIicTieZie內(nèi)的坐標(biāo)反求得到它們在基本坐標(biāo)系下的反求坐標(biāo)(x/,y；',ζ；')，計算其/222與實際坐標(biāo)之間的絕對偏差值，^^(xL-x；)+{y'w-y)設(shè)定偏差閾值Ε，將偏差值超過閾值的標(biāo)定點剔除(只針對單個相機，仍然參加其他相機的標(biāo)定)，并重新標(biāo)定該相機參數(shù)。重復(fù)上一步驟直到所有標(biāo)定點的反求偏差都符合要求。并重新標(biāo)定該相機參數(shù)。本發(fā)明使用激光跟蹤儀設(shè)備作為外部測量設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場實際情況以實驗用屏幕作為標(biāo)定點承載體，利用激光跟蹤儀的指示光斑的投影作為標(biāo)定點，將實驗被測物與標(biāo)定靶標(biāo)相結(jié)合，完成了實驗場地內(nèi)相機的標(biāo)定。該方法對現(xiàn)場環(huán)境要求低，利用激光跟蹤儀對標(biāo)定點進(jìn)行定位，不需要單獨制作靶標(biāo)，保證了標(biāo)定點的測量精度，各標(biāo)定點采集方便。圖1中的標(biāo)定基準(zhǔn)面和標(biāo)定投影面為實驗所用屏幕。面積大于8mX6m，兩屏幕間距離14m。墻面的平整度需要有嚴(yán)格保證，其粗糙度應(yīng)不超過3mm。表面涂亞光涂料，保證光斑在屏幕上發(fā)生漫反射，減小因鏡面反射而造成的光斑亮度變化，同時也可以避免墻面因受潮而發(fā)生的變形。圖3中激光跟蹤儀基本坐標(biāo)系其坐標(biāo)原點位于萬向反射鏡的中心，該坐標(biāo)系又被稱作本機坐標(biāo)系。圖6中測量光束看作一條經(jīng)過基本坐標(biāo)系坐標(biāo)原點的直線。權(quán)利要求一種大視場條件下獲得攝像機標(biāo)定點的方法，它包括攝像機標(biāo)定點的生成方法和獲取攝像機標(biāo)定點3D坐標(biāo)的方法，其特征在于攝像機標(biāo)定點的生成方法步驟如下(1)在激光跟蹤儀的工作范圍內(nèi)是一面平整的幕墻，將激光跟蹤儀的靶標(biāo)放置在幕墻表面的某一點處，并且保持靶標(biāo)的位置不變，分別記錄此時靶標(biāo)球心點P0在基本坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x0，y0，z0)及方位角α和β；(2)在測量光束的光路上放置一個不透光的遮光板，根據(jù)激光跟蹤儀的工作原理可知，在這種情況下跟蹤模塊將失去作用，也就是說，此時移動靶球測量光束不會跟著改變方向；(3)將靶標(biāo)從幕墻表面上拿走，然后移開遮擋物體，測量光束就會在幕墻表面上形成一個光斑，此光斑就用來作標(biāo)定攝像機的標(biāo)定點；(4)將靶標(biāo)隨機放置在幕墻表面的不同位置上，使靶標(biāo)中心點pi(i＝1，2，…，n；n＞3)不共線而且位置盡量均勻分布，重復(fù)步驟(1)、(2)、(3)，直到在整個標(biāo)定點采集平面范圍內(nèi)采集到足夠的標(biāo)定點；獲取攝像機標(biāo)定點3D坐標(biāo)的方法是(1)在每次采集標(biāo)定點的同時記錄靶標(biāo)中心點Pi的坐標(biāo)(xi，yi，zi)，點pi分布在同一平面(命名為∏t)內(nèi)，該平面與幕墻平面(命名為∏b)互相平行，而且兩個平面之間的距離等于靶球半徑Ro，令平面∏t的方程為Ax+By+Cz+D1＝0將點Pi的坐標(biāo)值代入方程，可構(gòu)建一個如下形式的線性方程組<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo></mtd><mtd><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo></mtd><mtd><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo></mtd><mtd><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo><mo>&CenterDot;</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>y</mi><mi>n</mi></msub></mtd><mtd><msub><mi>z</mi><mi>n</mi></msub></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>A</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>B</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>C</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>D</mi><mn>1</mn></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow>(2)應(yīng)用線性最小二乘法求解線性方程組，就可以確定平面∏t的方程中的未知系數(shù)A、B、C和D1；(3)假設(shè)點Pt(xt，yt，zt)是平面∏t內(nèi)的任意一點，過點Pt作輔助直線l，而且使直線l的單位方向向量等于平面∏t的單位法向量，則直線l的參數(shù)方程可寫成<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mi>t</mi></msub><mo>+</mo><mi>tA</mi><mo>/</mo><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>y</mi><mo>=</mo><msub><mi>y</mi><mi>t</mi></msub><mo>+</mo><mi>tB</mi><mo>/</mo><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>z</mi><mo>=</mo><msub><mi>z</mi><mi>t</mi></msub><mo>+</mo><mi>tC</mi><mo>/</mo><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr></mtable></mfenced>假設(shè)點Pb(xb，yb，zb)是直線l和平面∏b的交點，由于平面∏b和∏t之間的距離等于靶標(biāo)半徑R，可得點Pb的坐標(biāo)為<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>b</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mi>t</mi></msub><mo>+</mo><mi>RA</mi><mo>/</mo><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>y</mi><mi>b</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>y</mi><mi>t</mi></msub><mo>+</mo><mi>RB</mi><mo>/</mo><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>z</mi><mi>b</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>z</mi><mi>t</mi></msub><mo>+</mo><mi>RC</mi><mo>/</mo><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mtd></mtr></mtable></mfenced>由于平面∏b和∏t互相平行，可假設(shè)平面∏b的方程為Ax+By+Cz+D2＝0將xb、yb、zb代入平面∏b的方程得<mrow><msub><mi>D</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>D</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><mi>R</mi><msqrt><msup><mi>A</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>B</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>C</mi><mn>2</mn></msup></msqrt></mrow>至此，平面∏b的平面方程中的系數(shù)全部被確定；(4)將測量光束看作一條經(jīng)過基本坐標(biāo)系坐標(biāo)原點的直線，靶標(biāo)中心P0是該直線上的一點，由點P0的坐標(biāo)值得直線OP0的參數(shù)方程為<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>t</mi><msub><mi>x</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>y</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>z</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>y</mi><mo>=</mo><mi>t</mi><msub><mi>y</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>y</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>z</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>z</mi><mo>=</mo><mi>t</mi><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><msqrt><msubsup><mi>x</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>y</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>z</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup></msqrt></mtd></mtr></mtable></mfenced>標(biāo)定板平面∏b和直線OP0的交點Pc的坐標(biāo)為<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mi>c</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msub><mi>D</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Ax</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>By</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>C</mi><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>y</mi><mi>c</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msub><mi>D</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>y</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Ax</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>B</mi><msub><mi>y</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>C</mi><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>z</mi><mi>c</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msub><mi>D</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Ax</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>B</mi><msub><mi>y</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>C</mi><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>至此，確定標(biāo)定點的3D坐標(biāo)。全文摘要本發(fā)明提供一種利用激光跟蹤儀設(shè)置共面標(biāo)定點完成全局標(biāo)定的一種大視場條件下獲得攝像機標(biāo)定點的方法。它包括攝像機標(biāo)定點的生成方法和獲取攝像機標(biāo)定點3D坐標(biāo)的方法，攝像機標(biāo)定點的生成方法是在激光跟蹤儀的工作范圍內(nèi)是一面平整的幕墻，將激光跟蹤儀的靶標(biāo)放置在幕墻表面的某一點處，并且保持靶標(biāo)的位置不變，分別記錄此時靶標(biāo)球心點P0在基本坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x0，y0，z0)及方位角α和β；本發(fā)明利用激光跟蹤儀設(shè)置共面標(biāo)定點完成全局標(biāo)定的方法。本發(fā)明采用激光跟蹤儀設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇標(biāo)定點位置，不需要單獨制作靶標(biāo)，空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，標(biāo)定方法簡單，可保證多視覺測量系統(tǒng)的全局標(biāo)定精度達(dá)到較高的水平。文檔編號G01B11/00GK101799271SQ201010137408公開日2010年8月11日申請日期2010年4月1日優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日發(fā)明者袁峰,趙玉華,趙達(dá)理申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)