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《新型冗余双目﹢PNP﹢摄影定位方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2015年4月宇航计测技术Apr.,2015第35卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.2文章编号:1000-7202(2015)02-0006-04中图分类号:P231.2文献标识码:A新型冗余双目PNP摄影定位方法研究沙春哲王锴磊王春喜周军崔桂利王占涛刘莎(北京航天计量测试技术研究所,北京100076)摘要介绍了一种新型冗余双目PNP摄影定位方法。该测试方法,通过建立图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系的关系,并通过坐标转换可以求
2、出被测物体的三维绝对位置,从而实现了视觉定位。与单目摄影定位方法相比,该定位测试方法具有定位精度高,可靠性好,并可应用于其他相关领域。关键词冗余PNP摄影测量定位方法StudyofaNewTypeofRedundancyBinocularPNPPhotogrammetricPositioningMethodSHAChun-zheWANGKai-leiWANGChun-xiZHOUJunCUIGui-liWANGZhan-taoLIUSha(BeijingAerospaceInstituteforMetrolo
3、gyandMeasurementTechnology,Beijing100076)AbstractAnewtypeofredundancybinocularPNPcamerapositioningmethodhasbeenintro-duced.Theabsolutepositionoftheobjectinthree-dimensionalcanbecalculatedthroughthecoordinatetransformation,byestablishingtherelationshipbetwee
4、nimagecoordinatesystem,thecameracoordinatesystemandtheworldcoordinatesystem.Thepositioningmethodhascharactersofhighprecision,goodreliabilitytocomparedwithmonocularcamerameasurementmethods,andcanbewidelyappliedtomanyfields.KeywordsRedundantPNPPhotogrammetric
5、surveyPositioningmethod1引言2单目PNP摄影定位摄影测量是为了满足工业生产中对测量要求PNP问题,即给定N个控制点的空间位置以及[1][3-4]的逐年提高而开发的一种机器视觉测量系统。给定控制点在图像中的图像点,求出各个控制摄影测量是一种基于视差原理的三维测量方式,一点到光心的距离,如图1所示。该问题主要被用来[2]般采用双目测量和单目测量的方法。本文介绍确定摄像机与目标物体之间的相对距离和姿态。了一种基于双目测试的一种新型冗余PNP摄影定~假设空间中一点的世界坐标是M=位方法。[1]
6、TXYZ。先通过坐标变换把坐标建立www收稿日期:2014-05-07,修回日期:2014-06-09作者简介:沙春哲(1982-),女,硕士,工程师,主要研究方向:瞄准定向技术。第2期新型冗余双目PNP摄影定位方法研究·7·图3摄像机坐标系与世界坐标系相对位置图图1单目PNP定位方法图即~~sm=A[Rt]M(3)在摄像机坐标系中。摄像机坐标系与世界坐标系之间可通过转移矩阵进行坐标变换,如图2所示。式中:m~———图像坐标;M~———世界坐标系下的坐标。A———摄像机的内参数矩阵,主要包括焦距和光心在图像中
7、的坐标点等参数。式(3)中实际包含了图像坐标系中的u坐标成像方程和v坐标成像方程。而外参数[R,t]中共有六个未知数,其中三个平移未知数是摄像机坐标系与摄像机坐标系原点在X、Y、Z方向的平移,三个旋转未知数时摄像机坐标系绕世界坐标系在横滚、俯仰和侧倾方向的旋转角。因此假定在内参数A已知的情况下,只需要最少三个空间点及其成像点对应组成的六个独立方程图2图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系图即可求出外参数的解。只需要已知三个以上的空间点及其图像坐标,就可以解算出目标相对于靶标点在该转移矩阵下,摄像机坐标系下坐标与
8、世界的相对位置d,而靶标点的世界坐标可通过经纬仪坐标系下坐标有如下关系测量得到,可以求出被测物体的三维绝对位置,从而XwXcr11r12r13t1实现了视觉定位。Y~wYc=r21r22r23t2=[Rt]M(1)这种方法在摄像机坐标系的X(或Y)方向的定ZwZcr31r32r33t3位误差X为1ZuTX=(4)式中:t=[t1t2t3]———两个坐标系在x、y、z轴f上的相对平移量;R———两个坐
