CN107339935A - 用于全视角扫描测量系统的靶标空间交会测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法。全视角扫描测量系统包括至少两个测量站，每个测量站以多棱镜鼓作为扫描转镜同步扫描获取测量站所面向的测量场的整体空间内的同一被测靶标的图像，该方法包括：对获取的图像进行处理得到同一被测靶标在各测量站坐标系下的图像像素坐标；根据图像像素坐标计算同一被测靶标相对各测量站的方位角度信息；标定系统外部参数，通过外部参数修正测量模型，对同一被测靶标相对各测量站的方位角度信息进行三维坐标解算，得到被测靶标在系统空间坐标系下的经系统外参标定后的空间三维坐标值。该方法用外参补偿测量模型，测量得到的靶标的三维坐标精度较高。

Description

用于全视角扫描测量系统的靶标空间交会测量方法

技术领域

本发明涉及空间三维坐标的测量技术领域，尤其涉及一种用于全视角扫描测量系统的靶 标空间交会测量方法。

背景技术

随着大型飞机、载人航天和大型雷达等国家重要工程的快速推进，对大型零件设备的变 形和大空间内物体的运动状态的实时监测技术得到了快速发展。计算机技术、电子技术、光 学技术的日趋完善以及图像处理、模式识别等技术的不断进步已逐渐为大型构件和设备状态 信息的监测提供一定支持。

目前，大型构件和设备状态检测主要包括接触式和非接触式两种。接触式状态检测技术 主要包括：人工采用卡具测量和三坐标测量机。人工采用卡具测量的操作简单、成本低，是 目前生产中较多采用的一种测量方法，但测量效率低、精度差。三坐标测量机是完成三坐标 测量的通用设备，具有很好的测量精度，但测量范围有限。非接触式检测技术主要有激光跟 踪仪、3D激光测距仪、全站仪、经纬仪、视觉检测技术等。激光跟踪仪、3D激光测距仪、 全站仪及经纬仪适于一般现场条件，但普遍存在视场角小、测量效率低，一次只能实现单点 测量，无法实现大型构件或设备的表面信息测量。而且，要利用现有的三维测量系统进行全 视角的测量，则要进行多次不同角度的图像采集，采集完毕后要通过对多次采集到的图像进 行拼接才能形成一幅水平全视角的图像，这个过程采集较为繁琐，图像拼接过程耗时耗力， 从而使得空间三维坐标的求取过程非常耗时，且由于拼接图片过程存在误差，使得空间三维 坐标精度较低。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供全视角扫描测量系统的外部参数空间交会 测量方法，该方法适应于以多棱镜鼓作为扫描转镜的测量站，而且，通过本方法测量得到的 靶标所处的三维坐标精度较高。

发明方案：全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，所述全视角扫描测量系 统包括靶标、测量站、空间三维坐标获取模块，其测量站由八棱镜鼓、单轴转台、线阵相机、 f-θ光学镜头、图像处理模块构成，全视角扫描测量系统至少包含两个测量站，

其特征在于，建立测量坐标系，建立测量坐标系，以左侧测量站的中心为测量坐标系原 点O，线阵相机光轴为X轴，单轴转台的旋转轴线为Z轴，方向向上，Y轴方向通过右手法则得到，标定获取全视角扫描测量系统的外部参数，通过外部参数修正测量模型，利用空间交会测量方法得到被测靶标在测量坐标系下空间三维坐标值。全视角扫描测量系统的外部参 数空间交会测量计算方法如下：

其中，X、Y、Z表示被测靶标在系统空间坐标系下的空间三维坐标， X_l＝cotα_A,X_r＝cotα_B,Z_l＝tanβ_A/sinα_A,Z_r＝tanβ_B/sinα_B，(α_A,β_A)表示同一被测靶标相对左 侧测量站的水平角度和垂直角度，(α_B,β_B)表示同一被测靶标相对右侧测量站的水平角度和垂 直角度，以左侧测量站的坐标系为测量坐标系，右侧测量站的坐标系到测量坐标系的旋转矩 阵表示为R，位移矢量为T，则

通过如下步骤获取旋转矩阵R和位移矢量T：

在空间中选取M个空间点，利用激光测量仪或全站仪，获得M个空间点的位置信息，将已知位置的空间点设为控制点，空间点数量M≥7。

通过单测量站对控制点的角度测量，得到控制点的水平角和垂直角的数值，借助控制点 与单测量站、激光测量仪或全站仪的关系，解算出单测量站与激光测量仪或全站仪关系，最 终得到单测量站与站的旋转矩阵R和位移矢量T。

在所述测量站的扫描转镜为八棱镜鼓时，在计算同一被测靶标相对各测量站的方位角度 信息的步骤中，基于同一被测靶标在各测量站坐标系下的图像像素坐标确定同一被测靶标相 对各测量站的垂直角度；

基于同一被测靶标在各测量站坐标系下的图像像素坐标确定所述八棱镜鼓的与所述图像 像素坐标对应的镜鼓等效扫描角度，从而确定同一被测靶标相对各测量站的水平角度。

利用所述八棱镜鼓的镜鼓转动角度与镜鼓等效扫描角度关系，确定靶标对应的水平角度， 表达式如下：

其中，α表示八棱镜鼓的镜鼓等效扫描角度，即靶标对应的水平角度，θ_转动表示八棱镜 鼓的镜鼓转动角度，L表示扫描物面到八棱镜鼓反射面中心点的距离，D表示八棱镜鼓的棱 长。

根据如下表达式计算同一被测靶标相对各测量站的垂直角度：

β＝(y₁-y₀)/f

其中，β表示垂直角度，y₁表示所述靶标在测量站图像像素坐标中的纵坐标，单位：像 素；y₀表示相机主点纵坐标值，单位：像素；y₁-y₀若为正值，表示靶标在Z轴的正半轴方向，若为负值，表示靶标在Z轴的负半轴方向,f表示f-θ光学镜头的焦距。

与现有技术相比，上述方案具有如下优点或有益效果：

本发明首先提供了全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，该方法适应于以 多棱镜鼓作为扫描转镜的测量站，而且，本方法采用外参补偿测量模型，测量得到的靶标三 维坐标精度较高。

附图说明

图1是本发明全视角扫描测量系统的测量站结构图；

图2是本发明应用于全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法的流程图；

图3是本发明全视角扫描测量系统的测量坐标系示意图；

图4是本发明八棱镜鼓反射面反射模型的示意图；

图5是图4所示的八棱镜鼓旋转情况造成的反射坐标差的示意图；

图6是图4所示的八棱镜鼓转动角度与镜鼓等效扫描角度曲线图；

图7是图4所示的八棱镜鼓转动角度与等效反射角度差的曲线图；

图8是不同L对应的等效反射角度差变化曲线图；

具体实施方式

下面将结合附图及实施例来详细说明本发明的具体实施方式。

全视角扫描测量系统包括靶标、测量站、空间三维坐标获取模块。图1表示本发明实施 例的全视角扫描测量系统的结构图。如图1所示，测量站由八棱镜鼓103、单轴转台104、线 阵相机102、f-θ光学镜头101、图像处理模块构成。

由于每个测量站可以扫描到水平方向90度、垂直方向90度范围内的测量场，因此需要 至少两个扫描测量工作站。在布置这些工作站时，需要仔细调整它们的位置，使得它们放置 成正好可以扫描到测量工作站所面向的测量场的整体空间内的同一靶标的图像，而没有盲区 或者重合区。

全视角扫描测量系统的各个测量站之间，它们的工作需要很精确的同步，以防止各自获 得的靶标图片没有对应到同一个靶标上。接下来，在各个测量站内部，需要根据所获取的靶 标图片处理得到靶标相对于各自测量工作站的方位坐标信息。一般地，方位坐标信息通常包 括靶标相对于工作站水平方向的方向角以及垂直方向的方向角。

空间三维坐标获取模块用以接收上述测量工作站发送来的方位坐标信息，并将其解算为 靶标在系统空间坐标系下的空间三维坐标值。本发明实施例的全视角三维测量系统主要根据 视场内测量点在多幅图像中的投影匹配关系，从而计算被测点如靶标的空间三维坐标值。而 为了实现大视场内的高精度测量，系统需要获取高分辨率的图像，并根据图像特征匹配结果 进行空间交会测量计算。

有关靶标的具体形式、图像特征检测、特征匹配等具体的实施细节不在本发明的讨论范 围之内。通常情况下，现有技术中也有一些知识可以被利用来完成上述功能，因此为不模糊 本发明起见，这里对此暂不进行详述。

一般地，在光线不足情况下，可以增加照明源。照明源可以是任意发光装置，例如比较 常见的LED光源，其用以将所发出的光线投射到被测目标的靶标上。

图2表示本发明实施例的应用于全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法的流 程图。在图像采集与处理阶段，进行靶标图像的采集与处理，得到同一被测靶标在各测量工 作站坐标系下的图像像素坐标(步骤201)，然后，根据同一被测靶标在各测量站坐标系下 的图像像素坐标计算同一被测靶标相对各测量站的方位角度信息(步骤202)，方位角度信 息包括水平视场内的水平角度和垂直视场内的垂直角度。最后，标定系统外部参数，通过外 部参数修正测量模型，对同一被测靶标相对各测量站的方位角度信息进行三维坐标解算，得 到被测靶标在系统空间坐标系下的经系统外参标定后的空间三维坐标值(步骤203)。

如图3所示，建立测量坐标系，建立测量坐标系，以左侧测量站的中心为测量坐标系原 点O，线阵相机光轴为X轴，单轴转台的旋转轴线为Z轴，方向向上，Y轴方向通过右手法则得到，标定获取全视角扫描测量系统的外部参数，通过外部参数修正测量模型，利用空间交会测量方法得到被测靶标在测量坐标系下空间三维坐标值。全视角扫描测量系统的外部参 数空间交会测量计算方法如下：

其中，X、Y、Z表示被测靶标在系统空间坐标系下的空间三维坐标， X_l＝cotα_A,X_r＝cotα_B,Z_l＝tanβ_A/sinα_A,Z_r＝tanβ_B/sinα_B，(α_A,β_A)表示同一被测靶标相对左 侧测量站的水平角度和垂直角度，(α_B,β_B)表示同一被测靶标相对右侧测量站的水平角度和 垂直角度，以左侧测量站的坐标系为测量坐标系，右侧测量站的坐标系到测量坐标系的旋转 矩阵表示为R，位移矢量为T，则

在测量同一被测靶标的测量站为两个时，从上式可以看出，根据同一被测靶标相对各测 量站的水平角度、垂直角度以及作为系统外参的两测量站之间的转换矩阵和位移矢量得到被 测靶标在系统空间坐标系下的空间三维坐标。

外参标定主要完成单测量站与世界坐标系之间关系的确定，从而获得测量站与站的位置 和姿态信息，即旋转矩阵R、位移矢量T。

空间中选取M个空间点，利用激光测量仪或全站仪，获得M个空间点的位置信息，将已知位置的空间点设为控制点，当M＞7时，获得的外参标定结果较好。

通过单测量站对控制点的角度测量，得到控制点的水平角和垂直角的数值，借助控制点 与单测量站、激光测量仪或全站仪的关系，解算出单测量站与激光测量仪或全站仪关系，最 终得到单测量站与站的旋转矩阵R和位移矢量T。激光测量仪和全站仪都具有较高精度，对 于此种标定方法，精度高、方法简单易操作。

接下来以测量站的扫描转镜为八棱镜鼓为例，参照图4～图8来说明如何计算同一被测靶 标相对各测量站的水平角度和垂直角度。需要说明的是，在扫描转镜为其他的多棱镜鼓时， 计算同一被测靶标相对各测量站的方位角度信息的原理与八棱镜鼓的相同。

步骤202中，设水平航向角为α、垂直俯仰角为β、靶标坐标对应的像素数量为N。本例中，N＝y₁-y₀，N若为正值，表示靶标在Z轴的正半轴方向，若为负值，表示靶标在Z 轴的负半轴方向。线阵相机分辨率为8192×1，像元间隔d_p＝5μm，因此N的最大值为±4096， 水平扫描角90°中点位置为水平零位，垂直扫描角中间位置为垂直零位，零位可以在外参标 定时设定。

光学系统采用f-θ光学镜头，因此垂直扫描角度和光学系统焦平面上的像高y之间是线性 关系：

y＝f×θ_垂直

其中，F-θ光学镜头的焦距f＝26.065mm，θ_垂直为垂直扫描角度，即垂直俯仰角β。

垂直俯仰角β用探测器像元数表示为：

β＝y/f＝N×d_p/f

进一步，根据如下表达式计算同一被测靶标相对各测量站的垂直角度：

β＝(y₁-y₀)/f

其中，β表示垂直角度；y₁表示图像像素坐标中的y轴坐标，单位：像素；y₀表示相机主点纵坐标值，单位：像素；y₁-y₀若为正值，表示靶标在Z轴的正半轴方向，若为负值， 表示靶标在Z轴的负半轴方向。

在步骤202中，基于同一被测靶标在各测量站坐标系下的图像像素坐标，确定靶标对应 的八棱镜鼓的镜鼓转动角度。

需要说明的是，线阵相机的特性如下：进入线阵相机的光线角度唯一。在八棱镜鼓与相 机装配固定后，八棱镜鼓转动的机械角度(后称“镜鼓转动角度”)对应唯一的镜鼓等效扫 描角度。在采集每帧线阵图像时记录该帧图像采集时刻的转台编码器数值，根据该编码器数 值以及如下表达式可以得到镜鼓转动角度：360×M/M_max，其中M表示转台编码器数值， M_max表示编码器最大数值。根据上面内容，在根据图像处理得到的同一被测靶标在各测量站 坐标系下的图像像素坐标后，可以追溯到具体处理的帧图像，进而得到镜鼓转动角度。

利用八棱镜鼓的镜鼓转动角度与镜鼓等效扫描角度关系，确定八棱镜鼓的与图像像素坐 标对应的镜鼓等效扫描角度，从而确定同一被测靶标相对各测量站的水平角度。

通过步骤202得到镜鼓转动角度，由于镜鼓转动角度与镜鼓等效扫描角度具备一定关系， 因此根据该关系能够得到等效扫描角度值，即同一被测靶标相对各测量站的水平角度。

下面以八棱镜鼓为例，说明镜鼓转动角度与镜鼓等效扫描角度之间的关系。

由于镜鼓为八面镜鼓，因此每个镜鼓反射面对应的中心角度为45°。因此为直观分析镜 鼓绕中心旋转对反射光线方向及位置的影响，建立如图4所示的坐标系：其中原点O为八面 镜鼓反射面中心点，入射光光轴定义为x轴，当入射角为45°时反射光光轴为y轴。

由图4可见，当按此入射光与镜鼓相对位置建立坐标系时，可获得的扫描角度范围为90°，扫描的x坐标范围为2L，其中L为扫描物面到坐标原点的距离。

入射角(定义为ox与反射面法线的夹角)范围为22.5°～67.5°。

因此，当镜鼓由图4所述位置开始逆时针旋转时，转动角度θ_转动与的关系为

其中，θ_转动为定义在0°到45°之间的转动角度。由于八棱镜鼓每棱边对应转角45°，8次循环，所以当转动角度θ′_转动定义在0°到360°时，θ′_转动与θ_转动的关系可表示为

θ＝[ceil(θ′/45)-1]·45°

其中，ceil表示相除向上取整。

(1)绕反射面中心旋转：

当反射面旋转θ′_转动时，反射光线与入射光线(即x轴)夹角为2θ_转动，因此反射光线光程 为：

l₁＝L/cos(45°-2θ_转动)

其中，L为原点到物面的距离。

反射光线对应在物面上的x坐标为：

x₁＝L·tg(45°-2θ_转动)

反射面的理论转角范围为0°～180°，理论x坐标为(-∞，+∞)。

(2)绕镜鼓中心旋转：

当镜鼓旋转θ′时，反射光线光程仍为：

l′₁＝L/cos(45°-2θ_转动)

但是由于入射光线与反射面的交点位置与绕反射面中心旋转时的交点位置不同，因此反 射光线在物面上的x坐标为：

x₂＝L·tg(45°-2θ_转动)+Δx

与以反射镜面中心为回转中心转动相比，反射光线产生了Δx的平移；放大图如图5所示。 为计算这一坐标差Δx，首先需要计算阴影部分的三角形中的边长R-l(如图5)。为此，可在 图中求出l。

根据三角形中各边长与夹角，可知：

其中，D为靶面体镜鼓反射面棱长，即

由此：

再根据Δx所在三角形中各边长与夹角，可得到关系式：

即：

因此，当反射镜绕镜鼓中心逆时针旋转θ_转动后反射光线在物面上的x坐标为：

(3)角度关系：

已知镜鼓转动角度θ_转动求得在物面上的扫描点坐标与绕反射面中心旋转(镜鼓等效扫描 角度，即水平角度)α对应的物面坐标(即要f₁(θ_转动)＝f₂(α))时，两旋转角度需满足的 关系式为：

其中其中，α表示八棱镜鼓的镜鼓等效扫描角度，即靶标对应的水平角度，θ_转动表示八 棱镜鼓的镜鼓转动角度，L表示扫描物面到八棱镜鼓反射面中心点的距离，D表示八棱镜鼓 的棱长。

根据以上推到得到的角度关系，当给定D和L时，可计算得到两转动角度之间的关系曲 线。当D＝20mm、L＝7.5m时，计算结果如图6所示。横坐标为镜鼓转动角度，纵坐标为等效 反射镜转动角度(即镜鼓等效扫描角度)。可见，当转动一周时，等效的反射镜转动角度在 0-45°内变化8次。

为进行对比，计算了镜鼓转动时，如图7所示。由图可见，当镜鼓转动一周时，两等效 角度差在0-3″内变化。

对不同L值的角度差进行对比，如图8所示。由图可见，当测量距离增加时，最大角度 差由3m时的100″减小到100m时的2.98″。当距离大于7.5m时，对应角度差小于39″。

本发明实施例提供了应用于该全视角扫描测量系统的靶标空间交会测量方法，该方法适 应于以多棱镜鼓作为扫描转镜的测量站，而且，通过本方法测量得到的靶标所处的三维坐标 精度较高。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料， 而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在 此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充 分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结 合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执 行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序 执行所示出或描述的步骤。

Claims (6)

1.全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，所述全视角扫描测量系统包括靶标、测量站、空间三维坐标获取模块，其测量站由八棱镜鼓、单轴转台、线阵相机、f-θ光学镜头、图像处理模块构成，全视角扫描测量系统至少包含两个测量站，

其特征在于，建立测量坐标系，以左侧测量站八棱镜鼓的中心为测量坐标系原点O，线阵相机光轴为X轴，单轴转台的旋转轴线为Z轴，方向向上，Y轴方向通过右手法则得到，标定获取全视角扫描测量系统的外部参数，通过外部参数修正测量模型，利用空间交会测量方法得到被测靶标在测量坐标系下空间三维坐标值，全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量计算方法如下：

<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>X</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>YX</mi> <mi>l</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>Z</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>YZ</mi> <mi>l</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>Y</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>t</mi> <mi>x</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>X</mi> <mi>r</mi> </msub> <msub> <mi>t</mi> <mi>y</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>b</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>X</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <mn>3</mn> </msub> <msub> <mi>Z</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>X</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>3</mn> </msub> <msub> <mi>Z</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>t</mi> <mi>z</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Z</mi> <mi>r</mi> </msub> <msub> <mi>t</mi> <mi>y</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>Z</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>b</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>X</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>b</mi> <mn>3</mn> </msub> <msub> <mi>Z</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>X</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mn>3</mn> </msub> <msub> <mi>Z</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>

其中，X、Y、Z表示被测靶标在系统空间坐标系下的空间三维坐标，X_l＝cotα_A,X_r＝cotα_B,Z_l＝tanβ_A/sinα_A,Z_r＝tanβ_B/sinα_B，(α_A,β_A)表示同一被测靶标相对左侧测量站的水平角度和垂直角度，(α_B,β_B)表示同一被测靶标相对右侧测量站的水平角度和垂直角度，以左侧测量站的坐标系为测量坐标系，右侧测量站的坐标系到测量坐标系的旋转矩阵表示为R，位移矢量为T，则

2.根据权利要求1所述的全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，其特征在于，通过如下步骤获取旋转矩阵R和位移矢量T：

在空间中选取M个空间点，利用激光测量仪或全站仪，获得M个空间点的位置信息，将已知位置的空间点设为控制点，空间点数量M≥7；

通过单测量站对控制点的角度测量，得到控制点的水平角和垂直角的数值，借助控制点与单测量站、激光测量仪或全站仪的关系，解算出单测量站与激光测量仪或全站仪关系，最终得到单测量站与站的旋转矩阵R和位移矢量T。

3.根据权利要求2所述的全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，其特征在于，在所述测量站的扫描转镜为八棱镜鼓时，在计算同一被测靶标相对各测量站的方位角度信息的步骤中，基于同一被测靶标在各测量站坐标系下的图像像素坐标确定同一被测靶标相对各测量站的垂直角度。

4.根据权利要求3所述的全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，其特征在于，基于同一被测靶标在各测量站坐标系下的图像像素坐标确定所述八棱镜鼓的与所述图像像素坐标对应的镜鼓等效扫描角度，从而确定同一被测靶标相对各测量站的水平角度。

5.根据权利要求4所述的全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，其特征在于，利用所述八棱镜鼓的镜鼓转动角度与镜鼓等效扫描角度关系，确定靶标对应的水平角度，表达式如下：

其中，α表示八棱镜鼓的镜鼓等效扫描角度，即靶标对应的水平角度，θ_转动表示八棱镜鼓的镜鼓转动角度，L表示扫描物面到八棱镜鼓反射面中心点的距离，D表示八棱镜鼓的棱长。

6.根据权利要求5所述的全视角扫描测量系统的外部参数空间交会测量方法，其特征在于，根据如下表达式计算同一被测靶标相对各测量站的垂直角度：

β＝(y₁-y₀)/f

其中，β表示垂直角度，y₁表示所述靶标在测量站图像像素坐标中的纵坐标，单位：像素；y₀表示相机主点纵坐标值，单位：像素；y₁-y₀若为正值，表示靶标在Z轴的正半轴方向，若为负值，表示靶标在Z轴的负半轴方向,f表示f-θ光学镜头的焦距。