【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及距離和方位測量，尤其涉及攝影測量技術對空間中特定點與面之間的相對位置測量或相對方位測量或者當前位置、方位與標準的目標位置和方位的偏差，具體涉及基于攝影測量空間點與面定位校準方法。
技術介紹
1、空間兩個任一對象之間存在的距離和/或方位的量化測量一般應用于高精度設備的安裝和校準領域，然而，由于空間中存在較多的影響因素和變量，因此對于兩個特定對象之間的空間距離和方位的參數化標定存在較大難度。以機械安裝領域為例，通常譬如像機床的三爪卡盤在安裝定位時，需要保證安裝點的同軸度以及與機床安裝面的垂直度，稍有偏差就會造成旋轉離心；在譬如在x射線檢測
，x射線機與用于接收x射線信號的探測器之間同樣需要將x射線的中心射線與過探測器中心點的中垂線重合為最佳安裝位置。
2、現有技術中也有多種用于空間測量的技術，譬如公開號為cn108896030a的中國專利技術專利申請公開了一種空間定位裝置，該專利技術公開的空間定位裝置具有可以實時定位物體在空間中的絕對位置，但并不能測量出當前位置和理論或者目標位置之間的位移差和角度差。
3、為了解決現實中的位置與理論最佳位置或者目標位置之間的差異，以便于進行調整，達到精準定位安裝的目的，本專利技術提供了基于攝影測量空間點與面定位校準方法，用于解決上述技術問題。
技術實現思路
1、為了解決測量對象在空間中的當前位置與目標位置之間的距離和/方位偏差問題，本申請提供基于攝影測量空間點與面定位校準方法，用于測量空間坐標系中任意特定對象
2、為了達到上述目的，本申請所采用的技術方案為：
3、本專利技術提供了一種基于攝影測量空間點與面定位校準方法，包括以下步驟：
4、步驟stp100，以空間目標點m建立空間坐標系，記為點坐標系；再以空間目標面n的中心點建立空間坐標系，記為面坐標系?,獲得從點坐標系?中的任一點?轉換到面坐標系中的坐標?的轉換矩陣,
5、
6、其中， sid是目標點m與目標面n之間的直線距離；
7、步驟stp200，在目標點m朝向目標面n的正前方位于過目標點m朝向目標面n的垂線上安裝相機，并以相機成像中心點建立空間坐標系，記為相機坐標系?，獲取從點坐標系中的任一點 k轉換到面坐標系中的坐標的轉換矩陣?,
8、
9、其中， d為目標點m與相機成像中心點的直線距離；
10、步驟stp300，根據轉換矩陣 t sd和轉換矩陣 t sc計算獲得面坐標系?與相機坐標系的轉換的矩陣?，
11、
12、步驟stp400，通過相機拍攝包含目標面n的rgb圖像，通過位于目標面n矩形區域四角位置的四個點的像素坐標、?、、，結合相機內參k計算出四個點在相機坐標系c下的空間坐標?、、、，通過空間坐標系計算面坐標系在相機坐標系下的?軸單位向量表示為?，??軸的單位向量為?和z軸的單位向量?；
13、步驟stp500，根據單位向量?，計算相機坐標系到面坐標系的旋轉矩陣，
14、其中，
15、?代表面坐標系在相機坐標系?下軸單位向量的轉置矩陣；
16、?代表面坐標系?在相機坐標系?下軸單位向量的轉置矩陣；
17、?代表面坐標系?在相機坐標系?下軸單位向量的轉置矩陣；
18、進而獲得當前狀態下面坐標系的原點的在相機坐標系 c下的坐標為和當前狀態下從相機坐標系到當前面坐標系的轉換矩陣為?；
19、步驟stp600，結合步驟stp300中之間的關系獲得當前狀態下點坐標系中的任一點轉換到面坐標系?中的坐標?的轉換矩陣?，
20、
21、從而獲得當前狀態面坐標系'與標準探測器系?偏差轉換矩陣為?，根據及之間的關系計算獲得當前狀態面坐標系'與標準面坐標系之間的歐拉角，其中，
22、
23、
24、
25、其中，，，分別代表轉換矩陣為中第3行第1列的元素值，第3行第2列的元素值和第3行第3列的元素值；
26、以及三軸平移量，其中，
27、
28、
29、
30、其中，，，分別代表轉換矩陣為中第1行第4列的元素值，第2行第4列的元素值和第3行第4列的元素值；
31、步驟stp700，按照步驟stp600中獲得的歐拉角及三軸平移量進行調整，以使得當前狀態目標面n與理論標準目標面n安裝位置重合。
32、優選地，步驟stp400中目標面n的左上，右上，左下，右下四角位置的四個點在相機坐標系?下的空間坐標、?、、采用下述方法計算獲得：
33、目標面n的寬為?，高為，建立如下等式：
34、?①
35、?②
36、??③
37、?④
38、??⑤
39、?⑥
40、?⑦
41、??⑧
42、聯立方程①-⑧獲得、、空間坐標,?其中?為相機內參?逆矩陣。
43、優選地，步驟stp400中面坐標系在相機坐標系下的?軸單位向量，?軸的單位向量和z軸的單位向量?的計算方法如下：
44、
45、
46、?。
47、有益效果：
48、本專利技術能夠精準測量空間任一目標點m與目標面n之間的距離，相對方位；以及該目標點m和/或目標面n當前狀態與預設目標狀態之間的空間距離和歐拉角，從而可以指導調整目標點m和目標面n的位置和角度，達到精準安裝/調試的目的。
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1.基于攝影測量空間點與面定位校準方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于攝影測量空間點與面定位校準方法，其特征在于，步驟STP400中目標面N的左上，右上，左下，右下四角位置的四個點在相機坐標系下的空間坐標、?、?、?采用下述方法計算獲得：
3.根據權利要求2所述的基于攝影測量空間點與面定位校準方法，其特征在于，步驟STP400中面坐標系在相機坐標系下的軸單位向量，?軸的單位向量和z軸的單位向量的計算方法如下：
【技術特征摘要】
1.基于攝影測量空間點與面定位校準方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于攝影測量空間點與面定位校準方法，其特征在于，步驟stp400中目標面n的左上，右上，左下，右下四角位置的四個點在相機坐標系下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉加林，馬川，范磊，
申請(專利權)人：曉智未來成都科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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