[发明专利]宽基线近红外相机位姿估计方法

权利要求书

1.一种宽基线近红外相机位姿估计方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、对无人机自主降落跑道建立一个世界坐标系，近红外相机置于无人机下降跑道的两侧并对称分布，选取相机基线中点为世界坐标系原点，沿跑道中线方向为X轴，垂直于跑道方向为Y轴方向，竖直向上为Z轴，坐标系满足右手定理；

为估计世界三维坐标与相机图像二维坐标之间的变换矩阵，需要获得若干个三维点与图像坐标的对应点，故在跑道两侧选择12个基准点：

基准点1,2：基准点2指向基准点1的方向为Y轴正方向，基准点1,2两点连线I_12中点为世界坐标系原点，I_12长度为15m；

基准点3,4：基准点3,4的连线I_34与基准点1,2的连线I_12平行，I_12与I_34之间的垂直距离为50m，I_34长度为15m；

基准点5,6：基准点5,6的连线I_5,6与基准点1,2的连线I_12平行，I_12与I_5,6之间的垂直距离为100m，I_5,6长度为15m；

基准点7,8：基准点5,6的连线I_5,6与基准点1,2的连线I_12平行，I_12与I_7,8之间的垂直距离为150m，I_7,8长度为15m；

基准点9,10：基准点9,10的连线I_9,10与基准点1,2的连线I_12平行，I_12与I_9,10之间的垂直距离为200m，I_9,10长度为15m；

基准点11,12：基准点11,12的连线I_11,12与基准点1,2的连线I_12平行，I_12与I_11,12之间的垂直距离为300m，I_11,12长度为15m；

在12个基准点中选取一部分为高出地面的基准点；其中，基准点7,8为高点，高度为2.8m；基准点11,12为高点，高度为2.6m；

选点完成后，在基准点放置全站仪棱镜，将全站仪放置在世界坐标系原点处，将全站仪正方向定位沿跑道中线方向，使用全站仪精确测量12个基准点在全站仪坐标系下的坐标；

步骤二、选取近红外激光灯作为着陆导航系统中的近红外相机的合作标志灯，并且在相机镜头上加装滤光片；打开各个合作标志灯后，使用着陆导航系统中的相机拍摄图片，采用手动选点与领域检测方式相结合的方式获取基准点的图像坐标；

步骤三、假定三维世界坐标系中的坐标点X与相机图像坐标点x之间有对应关系，摄像机矩阵P便能够被确定；对于每一组对应X与x，导出关系式：

其中P^iT是矩阵P的第i行，是一个四维矢量；

步骤四、利用前三个步骤计算得到的摄像机矩阵P，通过公式x＝PX计算出图像二维坐标系在三维世界坐标系中的坐标。