[发明专利]数字航测相机的二维标定装置及其标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字航测相机的一种数字航测相机的二维标定装置及其标定方法。

背景技术

为提高航测相机的测量精度，通常在每台航测相机执行航拍任务前，都需要进行严格的标定，测出航测相机的内方位元素及畸变。

目前的航测相机室内标定法大都属于纯光学标定法，包括：正/反向节点滑轨法、平行光管组法和测角法，其中正/反向节点滑轨法不适用于整架相机的畸变测量；平行光管组法的测量装置复杂；传统测角法适用于胶片式航测相机，不适合大视场大面阵数字航测相机的标定。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种数字航测相机的二维标定装置及其标定方法，实现大视场大面阵数字航测相机的精确标定，且标定装置简单，标定精度高。

本发明的技术解决方案：数字航测相机的二维标定装置，由内方位仪、计算机、被测航测相机及平行光管组成，所述的内方位仪为二维精密内方位仪，主要包括被检系统固定框架、俯仰轴、方位轴及两轴转台；被检系统固定框架与俯仰轴相连，可随着俯仰轴同步转动，两轴转台一端与俯仰轴相连，另一端与方位轴紧密相连，方位轴的转动可同时带动两轴转台及俯仰轴在水平方向转动；被测航测相机安装在内方位仪的被检系统固定框架内，其前后位置可以调节；平行光管位于被测航测相机的前方；标定过程中，计算机通过驱动控制装置控制内方位仪的俯仰轴与方位轴的转动，对俯仰轴与方位轴内设置的编码器输出的数据采集，通过图像采集卡对被测航测相机进行像点位置采集，计算机利用采集到的一组俯仰、方位编码器角度值及相应的像点位置像素坐标，通过数学模型，标定出被测航测相机的内方位元素及畸变。

一种数字航测相机的二维标定方法，步骤如下：

(1)数字航测相机标定时，将被测航测相机安装在内方位仪被检系统固定框架内部，并使其入瞳落在俯仰轴和方位轴的焦点上，调好平衡；

(2)在被测航测相机的前方，与内方位仪测量机架俯仰轴相同高度处放置平行光管，使平行光管星点板孔直径在被测航测相机像面上的像压2x2个像素以上，便于被测航测相机细分测量；

(3)被测航测相机和平行光管调整好后，控制内方位仪俯仰轴和方位轴带动其被检系统固定框架转动(通常每次转动等间距角度)，使平行光管的点像目标依次成像在被测航测相机的像面上，并依次同时采集获取点像目标相应俯仰、方位编码器的角度值和点像目标在被测航测相机上的像素坐标；

(4)利用测得的角度值、像素坐标及相应的数学模型标定出被测航测相机的内方位元素及畸变。

上述的数学模型包括：相机内方位元素的数字模型，即主距f、主点P_x、P_y的模型，及相机畸变的数学模型，其中主距f、主点P_x、P_y的模型如下：