[发明专利]基于差分GPS系统的外场大视场条件下的摄像机标定方法

摘要

本发明涉及基于差分GPS系统的外场大视场条件下的摄像机标定方法。本方法将差分GPS系统的移动部分装载到飞行平台上构成空间控制点单元，通过控制飞行平台在待标定摄像机视场内运动获得空间控制点单元在当地世界坐标系下的空间坐标，再用目标跟踪定位或者人工提点的方法提取控制点对应像点的图像坐标。本方法解决了外场大视场条件下难以获得空间控制点的问题，差分GPS系统的测量精度能达到厘米级，且只需控制点在视场内均匀分布就能解算出结果，故本方法精度高、简单实用。

主权项

1.基于差分GPS系统的外场大视场条件下的摄像机标定方法，首先控制飞行平台在待标定摄像机视场内运动，获得空间控制点单元在当地世界坐标系下的空间坐标，其特征在于，然后利用目标跟踪定位或者人工提点的方法提取控制点对应像点的图像坐标，最后标定出外场大视场条件下的摄像机内外参数；所述利用目标跟踪定位或者人工提点的方法提取控制点对应像点的图像坐标具体为：要获得某时刻某个空间控制点的空间坐标与其对应像点的图像坐标，需要将获得的空间控制点的空间坐标的时间与其对应像点的图像坐标的时间统一起来，使用有时统和无时统两种方案解决空间控制点空间坐标与其对应像点的图像坐标的时间统一问题，1.1.1 有时统的方案在有时统的方案中，在待标定像机中加上GPS时间模块，利用GPS授时，拍摄得到的控制点图像带有GPS时间信息，再与差分GPS系统获得的空间控制点的空间坐标的GPS时间对应，能得到时间统一的空间坐标和图像坐标数据；1.1.2 无时统的方案在没有时统的方案中，又分像机有无本地时间的情形：如果像机有本地时间，则飞行平台起飞后，控制它上下运动，选择一个运动的临界点，设为A点，设此时刻的差分GPS系统时间为，像机拍摄的本地时间为；当飞行平台在像机视场内均匀运动后降落时，重复起飞后的上下运动，选择一个临界点，设为B点，设此时刻的差分GPS系统时间为，像机拍摄的本地时间为，将的数据对应起来，解决了无时统情况下空间控制点空间坐标与其对应像点的图像坐标的时间统一问题；如果像机没有本地时间，则飞行平台起飞后，控制它在事先设定的空间点位置悬停，得到一段在空间位置和图像中都相对静止的目标，再用平均法求解出此段时间内控制点空间坐标和图像坐标的均值，同样控制飞行平台在像机视场中悬停，得到遍布视场的控制点空间坐标和图像坐标，解决了无时统情况下像机无本地时间的空间控制点空间坐标与其对应像点的图像坐标的时间统一问题。