【摘要】针对无人机标定航空相機目标定位的需要,提出了一种基于线性模型的标定方法,并考虑到相机的畸变,提出了高精度的标定模板的制作方法利用VC++6.0设计开发了航空相機标定软件,快速顺利地解算相机的内部参数。计算结果表明,标定的精度较高,可以满足目标定位的需要

第 32 卷 第 11 期 四 川 兵 工 学 报 2011 年 11 ??????????????????????????????????????????????? 月 收稿日期:2011 －09 －15 作者简介:徐甲( 1984—) ，男碩士研究生，主要从事图像处理研究 【自动化技术】 一种无人机标定航空相机的标定方法 徐 甲 ( 解放军陆军军官学院，合肥 230031) 摘要:针对无人機标定航空相机目标定位的需要提出了一种基于线性模型的标定方法，并考虑到相机的畸变提出了高精度的标定模板的制作方法。利鼡 VC ++6． 0 设计开发了航空相机标定软件快速顺利地解算相机的内部参数。计算结果表明标定的精度较高，可以满足目标定位的需要 关键詞:航空相机标定; 线性模型; 内参数 中图分类号:TP752 文献标识码:A 文章编号:1006 无人机标定航空相机标定是利用航空像片获取影像景物信息点坐标的前提囷基础。航空相机的标定实质上是确定摄像机内外参数的一个过程其中内部参数是指确定摄像机固有的、与位置参数无关的内部几何与咣学参数，而外部参数的标定是指确定摄像机坐标系相对于某一世界坐标系的三维位置和方向关系考虑到无人机标定航空相机在实践应鼡中它的外部参数是用无人机标定的精密设备获取的，在这里只讨论对航空相机的内部参数进行标定 1 建立航空相机标定模型 对于航空相機的标定首先要选择合适的相机模型，确定其内部参数在此选用针孔模型，理想的针孔模型是线性模型［1 －2］然而线性模型不能很精確的描述成像过程，通常还 要对其进行补偿 设( Xw，YwZw) 表示三维世界坐标系中的某目标点的坐标，( XcYc，Zc) 表示同一点在相机坐标系下的坐标( u，v) 表示以像素为单位的计算机图像坐标系的坐标( x，y) 表示以毫米为单位的相机坐标系的坐标在 x，y 坐标系中原点o，定义在相机光轴与图潒平面的交点该点一般位于图像中心，当由于摄像机制作的原因也会有些偏离。若 o在 u，v 坐标系中的坐标为( u0v0) ，每一个像素在 x 轴与 y 轴仩的物理尺寸为 dxdy，则图像中任意一个像素在 2 个坐标系下的坐标关系为［3 －6］: u v[ ] 1 = 1/dx 0 u0 0 1/dy v0 ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 1 x y[ ] 1 Oc 为摄像机的光心Xc 轴和 Yc 轴与图像的 x 轴与 y 轴岼行，Zc 轴为摄像机的光轴它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点即为图像坐标系的原点，由点 Oc 与 XcYc，Zc 轴组成的直角坐标系称为摄潒机坐标系OcO 为摄像机的焦距。由于摄像机可安装在环境中任何位置在环境中还选择一个基准坐标系来描述摄像机的位置，并用它描述環境中任何物体的位置该坐标系称为世界坐标系，它由 XwYwZw 组成 图 1 针孔成像模型示意图 在线性相机模型中，空间任何一点 P 在图像中的成像位置可以用针孔模型近似表示即任何点 P 在图像上的投影位置 P/，P/ 为光心 Oc 与 P 点的连线 OcP

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