车载多传感器集成系统中线阵相机的检校方法及数据分析VIP免费

第35卷第5期2009年9月光学技术0PTI(、ALTECHNIQUEV01．35No．5Sep．2009文章编号：1002—1582(2009)05—0649—05车载多传感器集成系统中线阵相机的检校方法及数据分析曲文乾，叶泽田2，赵文吉，狄彩云，秦涛，胡晓乐(1．首都师范大学资源环境与旅游学院，北京100048；2．中国测绘科学研究院，北京100039)(3．中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄050081)摘要：传感器检校是车载多传感器集成系统中不可缺少的重要环节。介绍了一种线阵相机的数学标定方法，根据该方法设计了相关的检校设备及检校坐标系。通过对不同条件下的试验数据对比，获取最佳的实验条件和该方法所需的基本参数，并采集最佳试验条件下的试验数据，通过对数据进行处理得到投影中心坐标，对可能影响检测结果的多种实验因素进行了分析，将受这些因素影响较小的数据作为有效数据来解算最终的实验结果，可以得到较精确的结果。关键词：线阵CCD相机；检校原理；检校坐标系；投影中心中图分类号：T】5l文献标识码：ACalibratingmethodanddataanalysisofsingle—scanlinecamerainvehicle．bornemulti-sensorintegrationsystemQUWen—qian，YEZe-tlan，ZHAOWen—ji，DICai—yun，QINTao，HUXiao-le(1．CollegeofResourceEnvironmentandTourism，CapitalNormalUniversity，Beijing100048，China)(2．ChineseAcademyofSurveying&Mapping，Beijing100039，China)(3．The54thResearchInstituteofCETC，Shijiazhuang050081，China)Abstract：Sensorscalibrationistheveryimportantpartofvehicle-homemulti—sensorintegrationsystem．Amathematicalcalibrationmethodofsingle-seanlinecameraisintroduced．Accordingtothiscalibrationmethod，thecorrelativecalibratione—quipmentneededbythemethodandthecalibrationframearedesignedandexplained．Theoptimalexperimentconditionaandparametersneededbythemethodaregottenbycomparingthedataindifferentconditions，thentheexperimentdatahavingthebestconditionsandparametersisgotten．Althoughthecoordinatesofcentralprojectioncallbegottenbydealingwiththegottendata，itisnotthefinalreset．Becausethecalibrationresultsmaybeinterferedbysomeexperimentfactors，thefactorsmustbefoundandanalyzedinordertogetthebestdata．Atlastthevaliddataslightly~fectedbytheadversefactorsisgottenandusedtocalculatethefinalresults．Keywords：single-scanlineCCDcamera；calibrationpfindple；calibratingFrame；centralprojection；O引言车载三维信息采集系统由诸多设备组合而成，其中主要是线阵CCD相机、GPS、INS(InertialNavi—gationSystem)惯性导航系统、扫描式激光测距仪，面阵CCD相机等设备，此套系统实质上就是将上述设备进行组合，完成对车载系统所经过的路面及周围的建筑物的三维数据采集，通过对这些数据进行匹配处理，最终建立起城市的真三维地理模型。本文的检校实验所使用的是彩色线阵CCD相机，其像素大小为10t~m，线宽为4096像素，其工作原理与面阵相机类似，线阵相机在许多方面又与面阵相机有所不同，它有其特别的应用特点。由于其曝光时间短，曝光频率高，适宜动态采集数据以及易于与车载系统中的扫描式激光测距仪进行数据匹配等特点，因此在车载三维信息采集系统中备受重视。要完成多个不同设备的数据匹配，设备的检校就成了整个系统中不可缺少的重要环节，本文的核心主要是对彩色线阵CCD相机进行检校，获取为完成设备匹配所需要线阵相机的方位元素⋯1。收稿日期：2008—11—10；收到修改稿日期：2008—02—19E-nmii：quwenqian@gmail．com基金项目：国家“十一五”863计划地球观测与导航技术领域项目“车载多传感器集成关键技术研究”(2006AA12Z324)作者简介：曲文乾(1982．)，男，首者师范大学硕士研究生，从事三维信息获取与三维可视化研究。649光学技术第35卷1线阵相机检校原理1．1面阵CCD相机检校工作原理由于线阵CCD相机与面阵CCD相机的工作原理是相同的，因此在论文中借鉴了面阵相机的原理。首先，设定一个检校坐标系，如图1中坐标系，所...