[发明专利]一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法

权利要求书

1.一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

S101：根据标定光电吊舱的室内标校场测量设备，采集室内标校场测量数据；所述室内标校场测量数据包括相机采集的影像数据和吊舱外惯性导航设备的导航数据；所述室内标校场测量设备包括光电吊舱、吊舱外惯性导航设备和多轴转台，光电吊舱安装于多轴转台上，高精度惯性导航设备与光电吊舱刚性固连；所述光电吊舱包括相机和吊舱内惯性导航设备，机载光电系统安装在所述光电吊舱上；所述吊舱外惯性导航设备的精度高于所述吊舱内惯性导航设备的精度；

S102：根据多轴转台的坐标，利用步骤S101中相机采集的影像数据，对相机的内方位参数进行标定，获得相机的内方位参数和相机的外方位参数；

S103：根据相机的内、外方位参数和步骤S101中采集的吊舱外惯性导航设备的导航数据，对吊舱外惯性导航设备和相机进行标定，获得相机相对于吊舱外惯性导航设备的第一姿态偏差数据；

S104：根据标定光电吊舱的室外标校场测量设备，采集室外标校场测量数据；所述室外标校场测量设备包括所述光电吊舱、所述吊舱外惯性导航设备和外业车；

S105：根据步骤S104中采集到的室外标校场测量数据，采用传递对准的方法，对吊舱内惯性导航设备和吊舱外惯性导航设备进行标定，获得吊舱内惯性导航设备相对于吊舱外惯性导航设备的第二姿态偏差数据；

S106：根据第一姿态偏差数据和第二姿态偏差数据，对相机和吊舱内惯性导航设备进行标定，获得光电吊舱的失准角余弦矩阵，完成标定。

2.如权利要求1所述的一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法，其特征在于：步骤S102中，采用直接线性变换算法求解获得相机的内方位参数的初值；根据内方位参数的初值，采用多片空间后方交会算法求解获得内方位参数的精确值和相机的外方位参数；其中，直接线性变换算法中的数学模型如下：

其中，l₁～l₁₁为待解算的参数；(X,Y,Z)为已知控制点的空间三维坐标；x和y是图像上对应于控制点三维坐标的图像点二维坐标；Δx和Δy是图像点的坐标选点偏差，x+Δx和y+Δy构成观测量。

3.如权利要求1所述的一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法，其特征在于：步骤S103中吊舱外惯性导航设备与相机的标定，具体步骤包括：

S201：根据相机的内方位参数和外方位参数，结合多轴转台的坐标，进行各影像的外方位参数标定，获得各影像拍摄瞬间的外方位参数；

S202：根据各影像拍摄瞬间的外方位参数和拍摄瞬间的吊舱外惯性导航设备的导航数据，通过旋转矩阵，计算获得吊舱外惯性导航设备与相机的第一姿态偏差数据。

4.如权利要求4所述的一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法，其特征在于：步骤S202中，旋转矩阵C₁³＝(C₃ⁿ)^TC₁ⁿ，其中，C₁ⁿ为相机坐标系相对于地理坐标系的方向余弦矩阵，C₃ⁿ为吊舱外惯性导航设备坐标系相对于地理坐标系的方向余弦矩阵，T代表矩阵转置。

5.如权利要求1所述的一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法，其特征在于：步骤S105中，传递对准的方法采用速度加姿态匹配传递对准方法。

6.如权利要求1所述的一种基于传递对准的机载光电吊舱设备失准角标定方法，其特征在于：步骤S106中，失准角余弦矩阵C₁²＝(C₂³)^TC₁³；其中，由步骤S103中第一姿态偏差数据计算获得，由步骤S105中第二姿态偏差数据计算获得。