射电望远镜主反射面的浮动式视觉测量技术研究

基本信息
批准号:U1331107
项目类别:联合基金项目
资助金额:54.00
负责人:李为民
学科分类:
依托单位:中国科学技术大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵雨,张迪,纪贤瑞,李艳,王玉伟,刘会
关键词:
摄像机自标定大尺寸测量光束平差射电望远镜动态视觉
结项摘要

The large radio telescopes need to realize real-time and high precision measurement in a few minutes, but none of the total station, the laser tracker, the monocular or binocular vision can meet this requirement. Floating binocular vision measurement system includes two floating workbenches, and each workbench is fixed with a target measurement camera and an attitude measurement camera. The intersection measure of two target measurement cameras guarantees the precision of view field by limiting the single field of view in a small scale. Meanwhile, the two workbenches drive the target measurement cameras to move and obtain different intersection areas, so the measurement range can be expanded. Firstly, based on the camera self-calibration technology in computer vision, we use uncontrolled points to calibrate the initial values of the cameras’ intrinsic parameters and the normalized extrinsic parameters. Then, we resolve the real translation parameters by a distance constraint, because through self-calibration we got that the translation parameters are normalized. Finally, bundle adjustment is applied to get the final values of the intrinsic and extrinsic parameters. This calibration method improves the precision and robustness, meets the requirement of the measurement. Furthermore, the structure of floating cameras reduces the requirement for equipments. We use each attitude measurement camera to detect the target attitudes, and convert them into the corresponding attitude of the intersection measurement camera in the same workbench. The relative position of the two attitude measurement cameras can be got by the on-line field calibration. This system doesn’t need global control points; the measurement error is equivalent to single measurement error, thus the accumulate errors can be avoided while expanding the measurement range.

大型射电天文望远镜,要在数分钟内对主反射面面型进行实时动态、高精度测量,全站仪、激光跟踪仪、单目或固定式双目,难以满足要求。浮动式双目视觉测量系统有两个浮动工作台,每个工作台上固结目标测量相机和姿态测量相机。两个工作台的目标测量相机进行交会测量,单视场限制在较小范围内,保证单视场精度;工作台带动两台目标测量相机指向不同交会区域,拓展测量范围。由计算机视觉中摄像机自标定技术,用非控制点,标定得到内参数和归一化外参数的初值;用一个距离约束对外参数平移量解归一化;用光束平差方法,算出内外参数终值;这种内外参数标定方法,可以提高标定精度和鲁棒性,满足现场测量需要。两个交会测量相机的姿态是浮动的,降低对现场支撑的要求;姿态测量相机检测姿态靶、换算得到同一工作台上的交会测量相机姿态;两个分立姿态靶的相对位置由现场标定得到。系统不需要全局控制点;测量范围拓展时,测量误差相当于单次误差、不会累积。

项目摘要

在大空间范围内坐标测量的要求中,例如FAST射电望远镜主反射面面型检测的场合,传统的测量方法,如全站仪、激光跟踪仪等,难以满足测量精度和测量速度的要求,为此,我们研究满足这一测量要求的视觉测量方法。.移动式的单相机测量方法难以满足测量速度的要求,固定式双目视觉测量方法的测量范围有限。为此,我们研究浮动式视觉测量方法中的关键问题,摄像机内参数的标定,摄像机外参数的检测等。.研究了摄像机自标定技术,采用非控制点就可以实现对摄像机内参数的高精度标定,可以满足对摄像机内参数的现场实时标定的要求。建立了浮动式双目视觉测量的系统模型;不依赖于全局坐标系,用两个分立式的姿态靶标,标定同一工作台上目标测量相机和姿态测量相机的空间姿态变换矩阵。.该测量系统不需要辅助的精密装置,即浮动工作台不需要提供精密的旋转量和平移量,测量过程中需要的所有量都是通过图像测量的方式进行量测。.因为两个测量单元是分别安装在各自的测站工作台上,且两个测站工作台都具有6个自由度,可以很方便的通过调节工作台来测量不同的区域。特别对于不同测量区域间可以不包含重合区域也可以进行测量。.不论测量哪个待测的小目标区域,所重构的标识点的坐标都是建立在基准靶坐标系下,所以对不同的小测量区域的测量结果不需要再进行统一坐标系转化,故在拓展测量区域的过程中,不会有累积误差产生。.在实际测试中,进行10组测试,摄像机焦距(4672像素)的标准差小于0.04像素,摄像机主点(1024像素)的标准差小于0.005像素,两个摄像机之间姿态变换矩阵中三个欧拉角的标准差为6角秒、2角秒、5角秒。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于改进LinkNet的寒旱区遥感图像河流识别方法

基于改进LinkNet的寒旱区遥感图像河流识别方法

DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2022.07.022
发表时间:2022
2

"多对多"模式下GEO卫星在轨加注任务规划

"多对多"模式下GEO卫星在轨加注任务规划

DOI:10.19328/j.cnki.2096-8655.2022.02.002
发表时间:2022
3

氧化应激与自噬

氧化应激与自噬

DOI:
发表时间:2016
4

强震过程滑带超间隙水压力效应研究:大光包滑坡启动机制

强震过程滑带超间隙水压力效应研究:大光包滑坡启动机制

DOI:
发表时间:2020
5

多元化企业IT协同的维度及测量

多元化企业IT协同的维度及测量

DOI:
发表时间:2017

李为民的其他基金

批准号:30470686
批准年份:2004
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81372504
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:50475055
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:31170140
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10675117
批准年份:2006
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81270252
批准年份:2012
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81241068
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30871063
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:11475167
批准年份:2014
资助金额:98.00
项目类别:面上项目
批准号:11175180
批准年份:2011
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:10875127
批准年份:2008
资助金额:39.00
项目类别:面上项目
批准号:30270587
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:31370181
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:81871890
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50705091
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91859203
批准年份:2018
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31770167
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于多波束接收系统的大型射电望远镜主动反射面面形的实时测量技术研究

批准号:U1631119
批准年份:2016
负责人:董健
学科分类:A3303
资助金额:44.00
项目类别:联合基金项目
2

110米口径射电望远镜主反射面分型及其连接机构仿真研究

批准号:11303083
批准年份:2013
负责人:许谦
学科分类:A1902
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
3

FAST主反射面实时动态测量技术及实验研究

批准号:10878025
批准年份:2008
负责人:郑勇
学科分类:A1503
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
4

射电望远镜主动反射面激光旋转扫描实时测控技术研究

批准号:11073035
批准年份:2010
负责人:张勇
学科分类:A1902
资助金额:58.00
项目类别:面上项目