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FAST馈源舱的静态定标和动态跟踪(2)

2017-08-25 04:12

５０ｍ实验模型中的馈源舱由六根索向上拉，并分别通过六座钢筋水泥塔与地面的卷扬机相连。其中三根索均布接在舱体顶部，另三根索均布接在舱体底圆上。取下拉索与舱体的绞合点（索耳中心）为特征点，这样共有三个特征点ａ、ｂ、ｃ，三部ＣＣＤ摄像机按照π／３间隔放置，结构分布如见图２。

令Ｐｉ是待测特征点，则其世界坐标与其在摄像机中的投影坐标的关系式为：

(ｘ ｙ ｚ １)Ｔ＝ＲＨ(穴ｘ′ ｙ′ ｚ′ １)Ｔ （１）

其中Ｒ、Ｈ分别是空间旋转和平移变换矩阵。

每个特征点分别在左右两个摄像机中投影，投影坐标满足如下关系式：

式中：(１＋ｋｌ１ｒ２＋ｋｌ２ｒ４)和(１＋ｋｒ１ｒ２＋ｋｒ２ｒ４)分别为左右摄像机镜头沿径向的畸变程度，(ｘｌ,ｙｌ)、(ｘｒ,ｙｒ)分别是左右摄像机镜头的光心坐标，Ａｌ１,…,Ａｌ１１、Ａｒ１,…,Ａｒ１１分别是测量点在左右两摄像机的投影坐标变换参数。

采用静态定标的方法确定式（２ａ）、（２ｂ）中的未知参数。测量系统静态定标的原理是：在地面上合适位置（坐标已知）安置两架电子经纬仪，并在馈源舱的工作空间区域选择测量点，利用经纬仪测量若干位置特征点的俯仰角和方位角，通过坐标几何变换确定这些点的世界坐标（ｘ，ｙ，ｚ），并认为是实际坐标。同时记下它们在摄像机中相应的图像坐标（ｕ，ｖ），这里需注意对应关系。把世界坐标与相应投影坐标代入式（２ａ）、（２ｂ）中，用最小二乘法求解超静定方程组，确定未知参数。

确定空间坐标变换矩阵后需进行静态检测