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龙图腾网获悉中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所;北京长城航空测控技术研究所有限公司申请的专利一种基于矢量阵列靶标仿真器装置的定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116363221B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211181714.8，技术领域涉及：G06T7/80；该发明授权一种基于矢量阵列靶标仿真器装置的定位方法是由麻彦轩;甘志超设计研发完成，并于2022-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于矢量阵列靶标仿真器装置的定位方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于矢量阵列靶标仿真器装置的定位方法，其通过测量13行13列圆点模板解算相机平均焦距数据，然后通过量测18行18列的圆点模板与相机像素数据组成9维数组解算军用相机外部旋转参数的平均值。再通过100行100列的圆点模板收集参数自适应的基础像素位置数据，首先设计军用相机平移参数自适应调节规律，对三个平移参数进行自适应修正校订，然后设计九个旋转参数自适应规律，对军用相机坐标系与世界坐标系之间的九个旋转参数进行自适应修正校订，从而得到最终的军用相机九个旋转参数。最后，设计由两个靶标组成的矢量阵列靶标，设计一种双靶标定位位置解算算法，对被测点位置坐标进行位置坐标解算。

本发明授权一种基于矢量阵列靶标仿真器装置的定位方法在权利要求书中公布了：1.一种基于矢量阵列靶标仿真器装置的定位方法，其特征在于如下步骤： 步骤S10，打印设置有13行13列的圆点的模板，并将模板放置在两个不同的已知位置，然后设置军用相机于特殊位置，满足军用相机坐标系与世界坐标系重合的条件，记录模板上圆点圆心的位置在世界坐标系的三维坐标并记录存为数组；再采用军用相机对上述两个位置的模板进行拍照，并对所获得图像进行检测，检测出所有圆点圆心位置的像素位置的二维坐标，也记录存为数组；并根据上述数据数组解算焦距参数初步值，进一步求解军用相机平均焦距参数如下： 其中a31k、a32k、a33k为模板圆点的三维坐标数据，b31m，b32m为模板圆点的像素位置二维坐标数据，其获取过程如下：首先打印一张设置为13行13列的圆点的模板并将模板贴在平面上；模板尺寸为长宽均为100cm；其次，设置军用相机于特定位置，满足军用相机坐标系与世界坐标系重合位置，然后将模板放置在第一个不同的已知位置，获取上面的模板在世界坐标系的坐标，记录模板上点的位置在世界坐标系的坐标为a11i,j、a12i,j、a13i,j，其中i＝1,2,…,13，j＝1,2,…,13，a11i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的x轴向坐标，a12i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的y轴向坐标，a13i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的z轴向坐标；然后将模板放置在第二个不同的已知位置，获取上面的模板在世界坐标系的坐标，记录模板上点的位置在世界坐标系的坐标为a21i,j、a22i,j、a23i,j，a21i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的x轴向坐标，a22i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的y轴向坐标，a23i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的z轴向坐标；然后，将上述两个二维数组a11i,j，a21i,j整体合并连接为一个一维数组a31k，其中k＝1,2,…,338；将a12i,j，a22i,j整体合并连接为一个一维数组a32k，将a13i,j，a23i,j整体合并连接为一个一维数组a33k；再次，采用军用相机对上述两个位置的模板进行拍照，并对所获得图像进行检测，检测出所有圆点圆心位置的像素位置，并与a31k相一一对应，将像素位置数据的x坐标记录于一维数组b31m中，m＝1,2，...，338，将像素位置数据的y坐标记录于一维数组得到b32m；f即为所求的军用相机平均焦距参数，cx、cy为每个像素的实际大小；a0、b0表示图像坐标系的中心在像素坐标系的像素位置坐标，上述参数cx、cy、a0、b0与图像的分辨率相关，为常值参数；f1j与f2j为焦距参数初步值； 步骤S20，打印18行18列模板纸并将其贴于平面，将军用相机置于固定工作机位固定工作机位，通过测量初步确定军用相机坐标系与世界坐标系之间的平移参数；然后将模板放置于两个已知位置处，获取模板上圆点在世界坐标系的坐标数据并存为数组；然后采用军用相机对上述两个位置的模板进行拍照，并对所获得图像进行检测，检测出所有圆点圆心位置的像素位置坐标数据并存为数组；根据上述世界坐标系数据与像素数据以及所述的军用相机平均焦距参数求解外部参数列向量矩阵与外部参数相关矩阵，并求取其左逆矩阵，并解算外部产生矩阵参数；然后对所求的外部参数进行汇总平均，求取军用相机外部旋转参数平均值如下： 其中f即为所求的军用相机平均焦距参数，cx、cy为每个像素的实际大小；a0、b0表示图像坐标系的中心在像素坐标系的像素位置坐标，j1＝1,2,3,4,5,6,7,8,9； 当i1＝1时， 其中j1＝1,2,3,4,5,6,7,8,9，l1＝1,2,3,4,5,6,7,8,9； 当i1＝2,3,…,72，时采用同样的方式构造Wil1,j1；Wa1＝W1l1,j1-1；其中Wa1为W1l1,j1的左逆矩阵；当i1＝1时 当i1＝2,3,…,72时， 其中Wai＝Wil1,j1-1，同样为左逆矩阵；如果Wil1,j1逆矩阵不存在，则选取i1＝2,3…的下一个进行下一组数据的解算，直至72组数据全部解算完成； 其中tx0、ty0、tz0与二维数组d32ai1,j1、d33ai1,j1、g31ai1,j1、g32ai1,j1的获取方法如下：首先打印一张设置为18行18列的圆点的模板，并贴在平面上，模板尺寸为长宽均为100cm；将军用相机置于固定工作机位，通过测量初步确定军用相机坐标系与世界坐标系之间的平移参数，记作tx0、ty0、tz0，该数据为初略数据，无需精确测量，后续还会对其进行校正；然后将模板放置在第一个不同的已知位置，获取上面的模板在世界坐标系的坐标，记录模板上点的位置在世界坐标系的坐标为d11i,j、d12i,j、d13i,j，其中i＝1,2,…,18，j＝1,2,…,18，d11i,j、d12i,jd13i,j分别为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的x、y、z轴向坐标；再将模板放置在第二个不同的已知位置，获取上面的模板在世界坐标系的坐标，记录模板上点的位置在世界坐标系的坐标为d21i,j、d22i,j、d23i,j，d21i,j、d22i,j、d23i,j分别为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的x、y、z轴向坐标；再将上述两个二维数组d11i,j，d21i,j整体合并连接为一个一维数组d31k，其中k＝1,2,…,648；将d12i,j，d22i,j整体合并连接为一个一维数组d32k，将d13i,j，d23i,j整体合并连接为一个一维数组d33k；最后采用军用相机对上述两个位置的模板进行拍照，并对所获得图像进行检测，检测出所有圆点圆心位置的像素位置，并与d31k相一一对应，将像素位置数据的x坐标记录于一维数组g31m中，m＝1,2,…,648，将像素位置数据的y坐标记录于一维数组g32m中；再将上述数据d31k、d32k、d33k、g31m、g32m进行分组，如d31k依次选取9个为一组，得到二维数组d31ai,j，其中j＝1,2,3,4,5,6,7,8,9，i＝1,2,3,…,72；同样方法得到二维数组d32ai,j、d33ai,j、g31ai,j、g32ai,j；ra1、ra2、ra3、ra4、ra5、ra6、ra7、ra8、ra9为军用相机九个外部旋转参数平均值； 步骤S30，打印100行100列模板纸并将其贴于平面，将军用相机置于固定工作机位固定工作机位，将模板放置于十个已知位置处，获取模板上圆点在世界坐标系的坐标数据并存为数组，记为参数自适应坐标数据；然后采用军用相机对上述两个位置的模板进行拍照，并对所获得图像进行检测，检测出所有圆点圆心位置的像素位置坐标数据并存为数组，获得参数自适应像素数据如下： 首先打印一张具有100行100列的圆点模板，并将模板贴在平面上，模板尺寸为长宽均为100cm；其次，将军用相机置于固定工作机位，然后将模板放置在第一个不同的已知位置，获取上面的模板在世界坐标系的坐标，记录模板上点的位置在世界坐标系的坐标为e11i,j、e12i,j、e13i,j，其中i＝1,2,…,100，j＝1,2,…,100，e11i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的x轴向坐标，e12i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的y轴向坐标，e13i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的z轴向坐标；再次，将模板放置在第二个不同的已知位置，获取上面的模板在世界坐标系的坐标，记录模板上点的位置在世界坐标系的坐标为e21i,j、e22i,j、e23i,j，e21i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的x轴向坐标，e22i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的y轴向坐标，e23i,j为模板第i行第j列的圆点圆心位置在世界坐标系的z轴向坐标，采用同样方法，将模板依次放置在第三至第十个不同的已知位置，获得e31i,j,…,e101i,j、e32i,j,…,e102i,j、e33i,j,…,e103i,j数据；此后，将上述两个二维数组e11i,j，e21i,j直至e101i,j整体合并连接为一个一维数组f31k，其中k＝1,2,…,100000；将e12i,j，e22i,j直至e102i,j整体合并连接为一个一维数组f32k，将e13i,j，e23i,j直至e103i,j整体合并连接为一个一维数组f33k，将上述f31k、f32k、f33k记作参数自适应坐标数据；最后，采用军用相机对上述十个位置的模板进行拍照，并对所获得图像进行检测，检测出所有圆点圆心位置的像素位置，并与f31k相一一对应，将像素位置数据的x坐标记录于一维数组h31am中，m＝1,2,…,100000，将像素位置数据的y坐标记录于一维数组h32am中，将h31am、h32am记作参数自适应像素数据； 步骤S40，根据所述的参数自适应坐标数据与参数自适应像素数据，设计军用相机平移参数自适应调节规律，对军用相机坐标系与世界坐标系之间的平移参数进行自适应修正校订，从而得到最终的三个军用相机外部平移参数包括： 其中f31k、f32k、f33k为参数自适应坐标数据，h31am、h32am为参数自适应像素数据，kw10、kw11、kw12为常值自适应参数，tx的初始值选取为通过测量得到的tx0；而ty的初始值选取为通过测量得到的ty0；tz的初始值选取为通过测量得到的tx0，上述迭代计算后最终得到的tx、ty、tz分别记作txf、tyf与tzf，记为所得的最终的三个军用相机外部平移参数； 步骤S50，根据所述的军用相机外部参数平均值、最终的三个军用相机外部平移参数与自适应坐标数据与参数自适应像素数据，分别设计九个旋转参数自适应规律，对军用相机坐标系与世界坐标系之间的九个旋转参数进行自适应修正，从而得到最终的军用相机九个旋转参数包含： 其中f31k、f32k、f33k为参数自适应坐标数据，h31am、h32am为参数自适应像素数据，计算ra1t等的初始值选取为第二步中得到的军用相机九个外部旋转参数平均值如下： ra1t1＝ra1；ra2t1＝ra2；ra3t1＝ra3； ra4t1＝ra4；ra5t1＝ra5；ra6t1＝ra6； ra7t1＝ra7；ra8t1＝ra8；ra9t1＝ra9； 其中kw1、kw2、kw3、kw4、kw5、kw6、kw7、kw8、kw9为常值自适应参数，通过上述迭代计算后最终得到的ra1t、ra2t、ra3t、ra4t、ra5t、ra6t、ra7t、ra8t、ra9t分别记作ra1f、ra2f、ra3f、ra4f、ra5f、ra6f、ra7f、ra8f、ra9f，记为所得的最终的九个军用相机外部旋转参数； 步骤S60，设计左右错开的斜对角型2个靶标，组成矢量靶标阵列；采用探针接触被测点位置，然后采用军用相机对靶标进行拍照，并检测出两个靶标在照片中的像素位置，然后设计双靶标定位位置解算算法，对被测点位置坐标进行解算包含： c1＝-a0ra7f+mra1f；d1＝-b0ra7f+nra4f； c2＝-a0ra8f+mra2fd2＝-b0ra8f+nra5f c3＝-a0ra9f+mra3fd3＝-b0ra9f+nra6f c4＝-a0tzf-mtxfd4＝-b0tzf-ntyf l1＝-c4-u1tzf-u1ra7fx1-u1ra8fy1-u1ra9fz1-c1x1-c2y1-c3z1； l2＝-d4-v1tzf-v1ra7fx1-v1ra8fy1-v1ra9fz1-d1x1-d2y1-d3z1； l3＝-c4-u1tzf-u1ra7fx2-u1ra8fy2-u1ra9fz2-c1x2-c2y2-c3z2； l4＝-d4-v1tzf-v1ra7fx2-v1ra8fy2-v1ra9fz2-d1x2-d2y2-d3z2； 其中靶标设计与u1，v1与u2，v2以及x1，y1，z1，x2，y2，z2的数据获取方式如下：设计左右错开的斜对角2个靶标，组成靶标阵列；其中靶标主要由非调制的高功率发射源和散热器组成，散热器拟采用铜铝复合材料制作；其功能为辐射符合军用相机拍摄要求的光脉冲，为军用相机拍摄提供足够能量的光源，并能够在照片中能够清晰辨认靶标像素位置；在测量时，预设被测点坐标为xa、ya、za，而两个靶标相对被测点组的坐标记作xa+x1、ya+y1、za+z1与xa+x2、ya+y2、za+z2；而x1，y1，z1，x2，y2，z2为常值，根据靶标与探针间的相对位置设计而获得；然后采用军用相机对靶标进行拍照，并检测出两个靶标在照片中的像素位置，记作u1，v1与u2，v2；m、n为中间变量，cx、cy为每个像素的实际大小；a0、b0表示图像坐标系的中心在像素坐标系的像素位置坐标，ra1f、ra2f、ra3f、ra4f、ra5f、ra6f、ra7f、ra8f、ra9f，记为所得的最终的九个军用相机外部旋转参数；L1、L2为根据上述中间变量与靶标像素位置数据解算坐标列向量；W1、W2为根据上述中间变量与靶标像素位置数据解算的坐标矩阵；Wn1与Wn2为坐标矩阵W1、W2的左逆矩阵，An1与An2为最终被测点坐标第一估计值与第二估计值，An为被测点坐标，其为三行一列的列向量，其元素分别为被测点三维坐标xa、ya、za，从而通过求解An即可求出被测点的三维位置坐标。

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