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申请/专利权人：季华实验室

摘要：本发明公开了一种机载面阵相机时空标定方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括：在预先设定尺度且重力加速度方向已知的控制场中进行覆盖成像，以得到SIFT特征控制点；采集标定数据，标定数据包括多帧面阵影像和IMU数据；利用SIFT特征控制场获取各帧面阵影像成像时相机的位姿信息；对各帧面阵影像间的IMU数据进行预积分处理，得到相邻面阵影像间的旋转、速度和位移的状态描述；基于位姿信息，以及旋转、速度和位移的状态描述对相机和IMU间的角元素、时间偏差、线元素进行标定。本发明具有控制场重力加速度方向和尺度已知的性质，减少了时空标定过程中需要估计的参数，提高了标定的精度。

主权项：1.一种机载面阵相机时空标定方法，其特征在于，其包括：在预先构建的控制场中进行覆盖成像，并基于所成影像中提取到的第一SIFT特征进行三维重构，得到SIFT特征控制点，所述控制场的尺度预先设定且重力加速度方向预先获知；基于所述控制场，结合预设方式进行运动成像，并采集标定数据，所述标定数据包括多帧面阵影像和IMU数据；分别从每帧面阵影像中提取第二SIFT特征并与所述SIFT特征控制点进行匹配、且将不同帧面阵影像间的第二SIFT特征进行匹配，并根据匹配结果得到各帧面阵影像成像时相机的位姿信息；对各帧面阵影像间的IMU数据进行预积分处理，得到相邻面阵影像间的旋转、速度和位移的状态描述；基于所述位姿信息和所述旋转的状态描述对相机和IMU间的角元素和时间偏差进行标定，且基于所述位姿信息、所述速度和所述位移的状态描述对相机和IMU间的线元素进行标定；所述在预先构建的控制场中进行覆盖成像，并基于所成影像中提取到的第一SIFT特征进行三维重构，得到SIFT特征控制点，包括：利用高分辨率定焦相机对所述控制场进行覆盖成像，得到控制场影像；将预先获取的所述控制场中的控制点坐标与所述控制场影像上控制点对应成像处的成像点坐标进行关联；基于所述控制点坐标和所述成像点坐标的关联关系，利用相机初始内参得到相机的初始外方位元素；分别从每张控制场影像中提取所述第一SIFT特征；将不同控制场影像间的第一SIFT特征进行匹配，且保留匹配后关联特征点数量满足预设数量阈值的控制场影像对；基于所述初始外方位元素、所述相机初始内参和所述控制场影像对中成功匹配的关联特征点进行三维重构，得到SIFT特征控制点；所述基于所述控制场，结合预设方式进行运动成像，并采集标定数据，包括：在控制载荷设备航向朝向天空方向、成像方向朝向所述控制场的情况下，将载荷设备置于初始静置状态，采集至少第一预设数量的面阵影像且同时采集IMU数据；控制所述载荷设备分别绕自身X、Y、Z轴进行顺时针和逆时针旋转，且在绕每个轴旋转时采集第二预设数量的面阵影像且同时采集IMU数据；将载荷设备置于结束静置状态，采集至少所述第一预设数量的面阵影像且同时采集IMU数据；所述分别从每帧面阵影像中提取第二SIFT特征并与所述SIFT特征控制点进行匹配、且将不同帧面阵影像间的第二SIFT特征进行匹配，并根据匹配结果得到各帧面阵影像成像时相机的位姿信息，包括：分别从每帧面阵影像中提取第二SIFT特征；将所述第二SIFT特征与所述SIFT特征控制点进行匹配，确认影像外方位元素；将不同帧面阵影像间的第二SIFT特征进行匹配，并利用所述初始外方位元素对匹配的特征点进行过滤，得到匹配特征点；根据所述面阵影像间匹配特征点的像素位移确认处于初始静置状态及结束静置状态的静置面阵影像；基于光束法平差对非静置的面阵影像进行位姿估计，最终得到各帧面阵影像成像时相机的位姿信息。

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