仪器仪表学报

作者：廖平，孙鹏，董明利，庄炜，余快

单位：廖平,北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192,,孙鹏,北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192,,董明利,北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192,dongml@ bistu. edu. cn,庄炜,北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192,,余快,中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094,

关键词：在轨摄影测量;鱼眼相机;鱼眼星图识别;在轨标定

基金：国家重点研发计划青年科学家项目(2023YFB3905200)资助

针对在轨摄影测量中近距离超大尺寸测量以及测量系统内部参数发生改变等难题,提出了一种基于星光矢量的鱼眼相机在轨标定新方法。首先,基于状态标识法提出了一种改进型的星图识别算法,该算法对图像失真更不敏感,同时通过四星三角联合判决法降低了鱼眼星图识别结果的冗余度,从而提高识别速度。其次,针对在轨环境下鱼眼相机内部参数发生变化,导致星图识别率急剧下降,无法满足相机标定所需全场数据的问题,提出了一种联合星图识别和区域迭代扩展策略的鱼眼相机自标定光束平差算法。该算法通过逐步扩展视场区域,并结合区域识别结果迭代优化相机内外参数,逐步提升全场识别率,直至满足标定要求。最后,通过鱼眼相机采集246张天区图像组成相机多姿态星图合集进行实验验证。地面采集星图实测实验表明,在识别阈值较大时(0.25°),改进的星图识别算法所用识别时间仅为状态标识法的36.91%,识别效率得到显著提高。同时在相机内部参数发生较大变化时(主距变化0.15mm),提出的算法可实现星点的全场识别,此时鱼眼星图星点识别率可达98.6%,满足相机标定所需全场数据的需求;相机标定后的星点像面坐标的重投影均方根误差为1/5pixels。实验数据表明,所提算法可实现测量系统参数的高精度自校准,为视觉测量在轨应用中面临的系统参数标定难题提供方案和参考数据。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2025年第11期