基于多通道图像处理的海上装置自标定方法与流程

技术特征：

1.一种基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)第一次捕获目标信息：具体过程如下：

11)获取目标的多通道图像：在海上装置的各系统中安装CCD图像传感器，使目标位于图像中心位置，第一次按压海上装置的主控机的捕获按钮，捕获目标在任意时刻的多通道图像；

12)计算目标质心的坐标值：规定每个通道图像的左上角为原点，水平向右的方向为x轴，竖直向下的方向为y轴；并设当前CCD图像传感器的架位位置为位置A，则主控机计算第i个通道在位置A处获得的目标质心的坐标值为所述目标质心在世界坐标系中的坐标值为(α_w,β_w)；

13)获取CCD图像传感器的架位信息：计算所述步骤11)中捕获目标时CCD图像传感器的架位信息，即第i个通道在位置A处的方位角和俯仰角为

则所述步骤12)中的第i个通道在位置A处获得的目标质心的坐标值目标质心在世界坐标系中的坐标值为(α_w,β_w)与第i个通道在位置A处的方位角和俯仰角满足如下矩阵关系式：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_w\\ {\mathrm{\β}}_w\\ 1\end{array}\right]=k_i\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{cos\θ}}_i& {\mathrm{sin\θ}}_i& 0\\ -{\mathrm{sin\θ}}_i& {\mathrm{cos\θ}}_i& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_A^i\\ y_A^i\\ 1\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_A^i\\ {\mathrm{\β}}_A^i\\ 1\end{array}\right]$

且k_i和θ_i均为CCD图像传感器在第i个通道的校标参数；

(2)第二次捕获目标信息：保持海上装置的位置不动，改变海上装置的各系统的架位位置，即CCD图像传感器的架位位置变为位置B，但保证所述步骤11)中的目标仍在CCD图像传感器的摄像机视场内；

海上装置的主控机第二次按压捕获按钮，捕获目标在任意时刻的多通道图像；主控机计算第i个通道在位置B处获得的目标质心的坐标值为且步骤(2)中捕获目标时CCD图像传感器的架位信息，即第i个通道在位置B处的方位角和俯仰角为

(3)主控机计算k_i和θ_i：且k_i和θ_i满足如下数学关系式：

${\mathrm{\θ}}_i=arctan\frac{(y_A^i-y_B^i)({\mathrm{\α}}_A^i-{\mathrm{\α}}_B^i)-(x_A^i-x_B^i)({\mathrm{\β}}_A^i-{\mathrm{\β}}_B^i)}{(x_A^i-x_B^i)({\mathrm{\α}}_A^i-{\mathrm{\α}}_B^i)+(y_A^i-y_B^i)({\mathrm{\β}}_A^i-{\mathrm{\β}}_B^i)};$

$k_i=\frac{{\mathrm{\α}}_B^i-{\mathrm{\α}}_A^i}{(x_A^i-x_B^i){\mathrm{cos\θ}}_i+(y_A^i-y_B^i){\mathrm{sin\θ}}_i};$

(4)调整第i个通道的架位信息：已知多通道图像中第i个通道CCD十字准星位置的坐标值为调整第i个通道在位置B处的目标质心与CCD十字准星位置相重合，调整量为且调整量满足如下数学关系式：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_c^i\\ {\mathrm{\β}}_c^i\\ 1\end{array}\right]=k_i\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{cos\θ}}_i& {\mathrm{sin\θ}}_i& 0\\ -{\mathrm{sin\θ}}_i& {\mathrm{cos\θ}}_i& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_B^i-x_O^i\\ y_B^i-y_O^i\\ 1\end{array}\right];$

(5)完成海上装置的自标定：指定第i个通道为参考通道，则多通道图像中其它通道的架位信息参照第i个通道修正，完成海上装置的标校。

2.根据权利要求1所述的基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，其特征在于：所述步骤(4)中的CCD十字准星位置为CCD图像传感器中摄像机的十字架的交点。

3.根据权利要求1所述的基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，其特征在于：所述目标为夜间清晰可见星点或白天的太阳。

4.根据权利要求1所述的基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，其特征在于：所述多通道图像包括n个通道图像，n为大于零的整数。

5.根据权利要求4所述的基于多通道图像处理的海上装置自标定方法，其特征在于：第i个通道为n个通道图像中的任意一个通道，且i大于零，小于或等于n。