[发明专利]一种相机安装姿态校准方法及装置

权利要求书

1.一种相机安装姿态校准装置，其特征在于，包括：

光源组件(1)，包括以等腰三角形分布排列的三个光源，用于为成像相机提供目标；

成像相机(2)，位于所述等腰三角形几何中心，用于观测所述光源光斑指向；

基板(3)，竖直安装于所述校准装置内，所述三个光源组件(1)、成像相机(2)固定安装于基板(3)正面；

惯导组件(4)，用于提供姿态调整的准确值，进行数据计算，所述惯导组件(4)固定安装于所述基板(3)背面；

机械臂(5)，水平的设置于所述校准装置底部，所述基板(3)连带光源组件(1)、成像相机(2)以及惯导组件(4)安装于所述机械臂(5)上，所述机械臂(5)提供方位和俯仰二维运动；

工控机，用于对所述机械臂(5)进行二维运动控制，利用惯导数据和基准数据进行比对，给出所述成像相机(2)俯仰角及方位角的测试结果。

2.如权利要求1所述的相机安装姿态校准装置，其特征在于，所述三个光源成一定角度空间排列，该角度为精确标定后的角度，角度精度不低于0.01°。

3.如权利要求1所述的相机安装姿态校准装置，其特征在于，该惯导组件(4)和三个光源之间的标定精度在2″以内。

4.如权利要求1所述的相机安装姿态校准装置，其特征在于，所述光源还包括光窗(11)，用于过滤掉不必要的杂散光。

5.如权利要求1所述的相机安装姿态校准装置，其特征在于，所述三个光源与所述成像相机(2)中轴线之间夹角为23.5°。

6.如权利要求1所述的相机安装姿态校准装置，其特征在于，上方光源方位角为0°，俯仰角为23.5°；下方两个光源的方位角分别为+20.2°、-20.2°，俯仰角均为11.5°；三个光源彼此夹角为40.4°。

7.一种采用权利要求1-6任一所述相机安装姿态校准装置进行姿态校准的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将相机姿态校准装置置于大理石平台上，给所述惯导组件(4)上电，实时测量惯导组件(4)的滚转角及俯仰角，调节大理石平台，使惯导组件(4)滚转角及俯仰角读数基本为零，此时认为惯组水平；

(2)调整好三个光源之间的夹角，使下面两个光源的俯仰角差的绝对值＜1°；

(3)用莱卡经纬仪对其中一个光源进行准直，测得光源发光方向在水平与正北方向的夹角为ψ1，光源的俯仰为θ1，此时定义光源的滚转角γ1为0；此时惯导组件(4)的姿态角分别为ψ0、θ0、γ0；

(4)光源及惯导组件(4)姿态角通过多次测试取平均值，则光源与惯导组件(4)的姿态角夹角关系如下：

(5)分别对其余两个光源测量，获得姿态角ψ2、θ2、γ2，ψ3、θ3、γ3；则其余两个光源与惯导组件(4)的姿态角夹角关系如下：

(6)利用三个光源的姿态角确定成像相机的姿态角。