面向大空間高精度測量相機(jī)的光學(xué)校準(zhǔn)方法研究.pdf

1、近些年來,航空航天工業(yè)保持著很高的發(fā)展速度。體積龐大的相關(guān)設(shè)備的制造,給大空間高精度測量帶來了廣闊的前景。大空間高精度測量與常規(guī)的視覺測量有很大的區(qū)別,就是測量空間大(視場大,景深大)、精度要求高。隨著電子器件的快速發(fā)展,相機(jī)在硬件性能(如分辨率、時間響應(yīng)、光譜響應(yīng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?上已經(jīng)完全可以滿足測量的要求,但相機(jī)參數(shù)的校準(zhǔn)則成為了當(dāng)前限制其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文采用純光學(xué)方法精確模擬相機(jī)的成像過程,通過構(gòu)造三維空間成像光束和圖像點(diǎn)之

2、間的關(guān)系,從而建立像面與空間角矢量的對應(yīng),真實(shí)地反映并重現(xiàn)相機(jī)成像的逆過程,突破具體空間的約束,從原理上實(shí)現(xiàn)大空間、高精度測量相機(jī)的精確校準(zhǔn)。并針對校準(zhǔn)控制點(diǎn)的圖像結(jié)果進(jìn)行處理。
　　 論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.研究了相機(jī)校準(zhǔn)方法,分析原有相機(jī)校準(zhǔn)方法,并指出它的不足。提出一種新型的面向大空間高精度測量的相機(jī)光學(xué)較準(zhǔn)方法,分析了它的校準(zhǔn)原理和具體實(shí)施方案,介紹了研究環(huán)境,并構(gòu)建了校準(zhǔn)平臺。
　　 2.實(shí)

3、現(xiàn)大空間、高精度測量相機(jī)的精確校準(zhǔn),校準(zhǔn)平臺的構(gòu)建至關(guān)重要,尤其是各個環(huán)節(jié)、組成部件的位姿調(diào)整。因此對六維轉(zhuǎn)臺進(jìn)行了選擇,并分別對擴(kuò)束準(zhǔn)直激光器、校正相機(jī)、激光器光源進(jìn)行調(diào)整。
　　 3.對校正控制點(diǎn)的選取進(jìn)行了深入研究。分析了紅外LED光源的性能,針對本系統(tǒng)的情況采取紅外LED光源作為校正控制點(diǎn)。并分別設(shè)計實(shí)驗,實(shí)驗基于數(shù)據(jù),對光斑圖像尺寸、距離和視場角以及光斑中心亮度等因素對于光斑中心提取精度的影響進(jìn)行了分析。