[发明专利]一种相机姿态的校正方法、摄像机

权利要求书

1.一种相机姿态的校正方法，所述相机包括，具有成像模组的机芯、安装于机芯上的加速度传感器、和控制机芯转动的云台，其特征在于，该方法包括，

获取第一位置处加速度传感器的第一测量数据、以及第二位置处加速度传感器的第二测量数据，其中，第二位置为以云台转轴为轴心带动机芯和加速度传感器同步旋转至与第一位置的方位角坐标相差180°，机芯PT坐标系的P轴与云台PT坐标系的P轴重合，

根据第一测量数据，确定机芯在世界坐标系下的第一姿态信息，

根据第一测量数据和第二测量数据，通过云台以其转轴为轴心从第一位置旋转到第二位置的转轴向量，获取云台在世界坐标系下的第二姿态信息，

根据第一姿态信息和第二姿态信息，确定机芯与云台之间的相对姿态信息，

基于第二姿态信息、相对姿态信息，通过坐标变换，获取云台以云台转轴为轴心旋转至任一位置时机芯在世界坐标系下的当前姿态信息，作为相机姿态校正结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括，基于第一姿态信息、相对姿态信息，通过坐标变换，获取机芯到达世界坐标下的任一预定位置时需要云台绕云台的转轴转动的姿态信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第一测量数据，确定机芯在世界坐标系下的第一姿态信息，包括，

根据第一测量数据包括的加速度传感器所测量得到的三维直角坐标系中的读数、以及加速度传感器无任何偏转时的读数，得到加速度传感器读数与偏转角的转换关系，

基于所述转换关系，求得机芯在世界坐标系下的俯仰角、偏航角和横滚角，得到机芯在世界坐标系下的第一欧拉角。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据第一测量数据和第二测量数据，通过云台以其转轴为轴心从第一位置旋转到第二位置的转轴向量获取云台在世界坐标系下的第二姿态信息，包括，

基于第一测量数据中包括的加速度传感器所测量得到的三维直角坐标系中的读数、和第二测量数据中包括的加速度传感器所测量得到的三维直角坐标系中的读数，分别求取第一测量数据和第二测量数据三维直角坐标系中各读数之和，并进行归一化，得到转轴向量，

计算所述转轴向量的俯仰角和横滚角，作为云台在世界坐标系下的俯仰角和横滚角，基于机芯PT坐标系的P轴与云台PT坐标系的P轴重合，确定云台在世界坐标系下的偏航角为0，得到云台在世界坐标系下的第二欧拉角，作为第二姿态信息，该姿态信息用于表征云台与地平面的安装偏角。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据第一姿态信息和第二姿态信息，确定机芯与云台之间的相对姿态信息，包括，

将第一欧拉角进行四元数化，得到第一姿态信息的四元数表示，

将第二欧拉角进行四元数化，得到第二姿态信息的四元数表示，

基于机芯PT坐标系、世界坐标系、云台PT坐标系之间的转换关系，计算第一姿态信息四元数的转置与第二姿态信息四元数的点积，得到机芯与云台的之间的相对姿态信息的四元数表示，将该四元数转换为欧拉角，得到相对姿态信息，该相对姿态信息用于表征机芯与云台的安装姿态偏角。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于第二姿态信息、相对姿态信息，通过坐标变换，获取云台以云台转轴为轴心旋转至任一位置时机芯在世界坐标系下的当前姿态信息，作为相机姿态校正结果，包括，

基于机芯PT坐标系、世界坐标系、云台PT坐标系之间的转换关系，计算， 第二姿态信息四元数、云台在云台坐标系下转动至当前位置时当前姿态信息的四元数、机芯与云台之间相对姿态信息四元数的转置， 该三者的 点积，得到云台以云台转轴为轴心旋转至该位置时机芯在世界坐标系下的当前姿态信息的四元数表示，将该四元数转换为欧拉角，得到姿态信息。