冀芳 何红丽 张建花

【摘要】在以高清数字摄像机为核心的高精度天线阵面姿态测量系统中，根据小孔成像原理，建立了摄像机成像过程中的投影变换模型。根据双相机交汇原理，获取空间点的三维坐标，结合立体视觉测量原理建立了天线阵面三位姿态测量方法。

【关键词】立体视觉；天线阵面；摄像机标定；姿态参数

引言

某机载通信天线在飞机上安装之前，要在试验室内完成收发天线定向试验测量。定向测量在摇摆台上进行，天线阵面可360度旋转，角速度为每秒7度到8度，俯仰变化范围为-20度到90度，测量精度为0.2°，测量接收与发射天线阵面运动过程中的姿态变化，确定两个天线的定向误差大小。要完成此工作，需要构建一套基于立体视觉的天线阵面姿态测量系统。该系统利用高清摄像机两两组成一组进行交汇，测量视角进行360度全覆盖，实时获取天线阵面的姿态图像，完成天线阵面的姿态测量。

1、测量原理

如图1所示为测量系统示意图，该测量系统主要由高清摄像机、GPS时码系统、高清视频图像采集分系统、数据处理分系统组成。高清摄像机两两一组交汇对天线阵面进行拍摄，采用摄像机标定、空间三维坐标求取、姿态参数求解等关键技术，实现对天线阵面姿态的测量，得到天线面的三维姿态信息。

图1 测量系统示意图

1.1摄像机标定

在立体视觉系统进行测量中，首先要对摄像机标定，建立测量坐标系基准[1-2]。在不考虑畸变的情况下，摄像机成像模型一般采用小孔成像模型，也稱为线性模型。……