1 大視場運動目標測量需求
針對戶外大視場單/多個運動目標測量，通常基于雙目交會測量原理，利用高速攝像機捕獲高速運動物體影像，通過相機內參、外參標定，圖像數據分析解析目標物體三維空間下坐標、軌跡、速度、加速度、角度等運動參數。
圖1 大視場下運動目標測量示意圖
2 傳統雙目測量系統測量痛點
痛點1 系統使用復雜
由于大視差下高速運動物體通常運動軌跡較長，且與目標物發生多次沖擊與碰撞，時間間隔短，故需搭建多個雙目測量系統多站點布設（如圖2），進而造成系統采集設備數量多，供電和通信復雜度高，設備布設、啟動、檢查、調試耗時長，人力投入大，且試驗開始后或多次沖擊試驗間隔期內，人員無法進入現場二次調試。
圖2 傳統固定機位多目測量系統
痛點2 標定工程量大
每個由2臺高速攝像機及其配件組成的雙目測量系統，需要試驗完成后，在其公共視場內進行多個RTK靶點標定（在線標定），完成內外參聯合標定，每個目標視場內需要在線標定10個點，4個目標則需標定40個點，目標之間距離遠（100m~1km），視場大（50m~200m），標定工程量大。
痛點3 關鍵幀定位難
高速運動目標速度一般為馬赫級，推薦不低于2000幀/秒高速攝像機用于采集運動序列圖像，考慮觸發前后預留的緩沖時間，單次錄制時間內會產生數萬幀圖片，定位關鍵幀將變得相對困難。
3 千眼狼新型雙目測量系統特點
圖3 新型雙目測量系統
針對上述三大痛點，千眼狼自研一款高集成度、輕量化、產品化的新型雙目測量系統（如圖3），具備下列差異化特征：
特征1 電動轉臺+電動變焦鏡頭
圖4 電動轉臺+電動變焦鏡頭
電動轉臺最大可達30°/s，在高速運動物體沖擊不同目標子試驗時間間隔內（2~10分鐘），轉臺轉動滿足目標視場調整。
電動多檔變焦鏡頭，兼具電動變焦和電動對焦功能，支持依據視場大小快速切換焦距檔位，配備5.5英寸高清攝影監視器，通過SDI視頻輸出接口連接測量系統，配合遠程電動對焦，確保高速運動物體進入不同視場內始終保持清晰成像。
特征2 內參標定固化，外參三點標定
通過固化電動變焦鏡頭和高速攝像機的結構連接，完成多檔變焦焦距的內參標定。
通過標定目標物特征點（物體的拐角、頂角、低角、灰度差交界角等，如圖5），試驗前RTK測點特征點，事后分析階段圈選高速圖像中特征點像素位置完成外參標定。
外參標定僅需3個特征點即可完成圖像標定，減少了標定工作量，提速了圖像數據分析完成時間。
圖5 目標物特征點示例
特征3 智能關鍵幀片段識別
圖6 關鍵幀片段識別
基于圖像灰度值變化，記錄關鍵幀片段，回放界面下快速標注關鍵幀片段位置提示（如圖6黃色進度條），有效縮短關鍵視頻定位與下載時間。
4 大視場運動目標測量應用案例
圖7 野外大視場多目標觀測
千眼狼新型外場雙目高速測量系統，通過高度集成化的設計，減少了固定機位設備數量，降低了系統使用的復雜度和通信、供電的復雜度，優化了內外參標定方法、設備重量、安裝方式，提效了配套軟件定位關鍵幀的功能，在某外場觀測任務中，順利完成高速運動目標捕獲與數據解析。
民族品牌，自主可控。千眼狼自研新型外場多目標雙目高速測量系統，助力實現國產儀器替代，創造更大安全、經濟和科研效益。
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