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摘要：一种基于增强动态成像模型的航空发动机测量远心线阵相机标定方法，属于精密测量与仪器技术领域；该方法包括以下步骤：将透明玻璃棋盘格标定板3调整至不同位姿处，并采集图像；确定透明玻璃棋盘格标定板3的角点在像素坐标系中的投影点坐标和在世界坐标系中的坐标；结合忽略导轨5倾斜和远心镜头7畸变的远心线阵相机增强动态成像模型，基于直接线性变换进行远心线阵相机初始参数估计；基于考虑导轨5倾斜时的远心线阵相机增强动态成像模型和镜头畸变模型，采用非线性优化算法进行参数优化，获得最优的标定结果；本发明解决了直接从相机和镜头手册中获得的非线性优化初始值不准确的问题，提高了远心线阵相机标定准确性。

主权项：1.一种基于增强动态成像模型的航空发动机测量远心线阵相机标定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1首先，将透明玻璃棋盘格标定板3固定在多自由度夹具4上，调整多自由度夹具4将透明玻璃棋盘格标定板3放置在线阵相机6的成像范围内，远心背光光源1投射光束2至透明玻璃棋盘格标定板3的表面，通过远心镜头7在线阵相机6中成像，远心背光光源1、远心镜头7和线阵相机6同时沿导轨5上下扫描实现透明玻璃棋盘格标定板3的图像采集；2调整多自由度夹具4，使透明玻璃棋盘格标定板3处于不同位姿处，在每个位姿处捕获透明玻璃棋盘格标定板3的图像，使用亚像素角点检测方法定位透明玻璃棋盘格标定板3的角点P在像素坐标系o-uv中的投影点坐标ppxp,yp，利用透明玻璃棋盘格标定板3的相邻角点距离确定透明玻璃棋盘格标定板3的角点P在世界坐标系Ow-XwYwZw中的坐标Pwxw,yw,zw；3基于直接线性变换进行远心镜头7和线阵相机6的初始参数估计，忽略导轨5的倾斜和远心镜头7的畸变，透明玻璃棋盘格标定板3的角点P在世界坐标系Ow-XwYwZw中的坐标Pwxw,yw,zw与在像素坐标系o-uv中的投影点坐标ppxp,yp的坐标变换关系，即远心线阵扫描相机增强动态成像模型如下： 式中，m是镜头的放大倍数，dx是像素坐标系o-uv中轴u方向上的像素大小，dy是像素坐标系o-uv中轴v方向上的像素大小，u0表示图像坐标系原点在像素坐标系o-uv中的横坐标，v0表示图像坐标系原点在像素坐标系o-uv中的纵坐标，θ表示运动方向S在相机坐标系Oc-XcYcZc的平面Oc-XcYc上的投影方向S′与轴Yc之间的夹角，是从世界坐标系Ow-XwYwZw到相机坐标系Oc-XcYcZc的3×3旋转矩阵，T＝[txtytz]T，是从世界坐标系Ow-XwYwZw到相机坐标系Oc-XcYcZc的平移向量；使用透明玻璃棋盘格标定板3进行标定，简化后的远心线阵扫描相机增强动态成像模型为： 使用单应性矩阵H′表达透明玻璃棋盘格标定板3的角点P在世界坐标系Ow-XwYwZw中的坐标Pwxw,yw,zw与在像素坐标系o-uv中的投影点坐标ppxp,yp之间的映射关系，如下： 式中，可得矩阵H′的每个元素与相机各参数之间的关系如下： 关于单应性矩阵H′中全部元素的齐次线性方程组如下： 式中，hT＝h11,h12,h13,h21,h22,h23，是一个包含H′全部元素的向量，根据透明玻璃棋盘格标定板3的角点P在世界坐标系Ow-XwYwZw中的坐标Pwxw,yw,zw与在像素坐标系o-uv中的投影点坐标ppxp,yp计算向量h；计算出向量h后，根据系统参数确定dy的初始值，并根据以下表达式确定放大倍数m： 选择非负根作为m的初始值，u0的初始值为线阵相机6的像元数量的一半，v0的初始值为0；通过以下表达式计算旋转矩阵R和平移向量T： 下标i表示透明玻璃棋盘格标定板3的第i幅图像，通过平移标定板确定一个标记点Q在世界坐标系Ow-XwYwZw的三维坐标Qwx′w,y′w,z′w，根据标记点Q在世界坐标系Ow-XwYwZw的三维坐标Qwx′w,y′w,z′w与在像素坐标系o-uv中的投影点坐标qpxp′,yp′的坐标变换关系确定r13和r23的正负，结合正交矩阵的性质1：确定r13和r23，随后利用正交矩阵的性质2：r3＝r1×r2，确定旋转矩阵的第三行向量r3，最终恢复旋转矩阵R；4确定了每个参数的初始估计值后，基于考虑导轨5的倾斜时的远心线阵扫描相机增强动态成像模型和镜头畸变模型，采用非线性优化算法进行参数优化，获得最优的标定结果。

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