專(zhuān)利名稱(chēng)：隨動(dòng)模式下不穩(wěn)定平臺(tái)絕對(duì)晃動(dòng)量測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要利用攝像測(cè)量技術(shù)實(shí)時(shí)、高精度確定不穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)絕對(duì)晃動(dòng)量。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)靶場(chǎng)大都采用精度較高的固定塔臺(tái)式的光電經(jīng)緯儀，但由于其作用范圍固定，隨著現(xiàn)代武器裝備機(jī)動(dòng)性要求越來(lái)越高，固定塔臺(tái)式光電經(jīng)緯儀的應(yīng)用受到了很大的限制，而車(chē)載移動(dòng)式將經(jīng)緯儀直接安裝在車(chē)載平臺(tái)上，經(jīng)緯儀可直接在車(chē)載平臺(tái)上工作，可以滿足不同地點(diǎn)，不同時(shí)間實(shí)時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤測(cè)量的要求，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，彌補(bǔ)了固定塔臺(tái)式經(jīng)緯儀的缺點(diǎn)，適應(yīng)了部隊(duì)的快速反應(yīng)能力。但經(jīng)緯儀直接在車(chē)載平臺(tái)準(zhǔn)動(dòng)基準(zhǔn)下工作，由于沒(méi)有絕對(duì)靜態(tài)的基準(zhǔn)，加上載車(chē)平臺(tái)可能停在各種路況的地面上，在工作尤其是在高速 跟蹤測(cè)量狀態(tài)下，基準(zhǔn)平臺(tái)很容易發(fā)生晃動(dòng)，因此高精度的確定不穩(wěn)定平臺(tái)的絕對(duì)靜態(tài)基準(zhǔn)成為問(wèn)題關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是利用攝像測(cè)量技術(shù)高精度確定不穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)絕對(duì)
晃動(dòng)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)安裝在不穩(wěn)定平臺(tái)上的高分辨率像機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)絕對(duì)水平平面靶板成像，解算像機(jī)內(nèi)外參，得到不穩(wěn)定平臺(tái)絕對(duì)基準(zhǔn)姿態(tài)變化量。具體方法是在不穩(wěn)定平臺(tái)上安裝像機(jī)，像機(jī)隨平臺(tái)運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)空間上的平面靶板成像，進(jìn)而利用位姿估計(jì)算法得到當(dāng)前時(shí)刻像機(jī)相對(duì)絕對(duì)基準(zhǔn)的高低角和方位角，由于不穩(wěn)定平臺(tái)和像機(jī)之間存在一個(gè)固連關(guān)系，不穩(wěn)定平臺(tái)的姿態(tài)參數(shù)可以由此確定。本發(fā)明提出的確定位姿方法按以下步驟進(jìn)行a、初始時(shí)刻高精度標(biāo)定像機(jī)內(nèi)參。b、調(diào)平平面靶板和不穩(wěn)定平臺(tái)。C、利用位姿估計(jì)算法解算絕對(duì)水平狀態(tài)下像機(jī)相對(duì)水平面的姿態(tài)參數(shù)。d、通過(guò)對(duì)比當(dāng)前時(shí)刻和初始狀態(tài)像機(jī)相對(duì)水平面的姿態(tài)變化量確定像機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。e、利用像機(jī)和不穩(wěn)定平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系解算不穩(wěn)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的高低角和方位角。采用本發(fā)明可以達(dá)到以下技術(shù)效果I、本發(fā)明通過(guò)攝像測(cè)量技術(shù)實(shí)時(shí)、高精度確定不穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)絕對(duì)晃動(dòng)量，角度精度可達(dá)10角秒。2、本發(fā)明解決了利用攝像測(cè)量方法高精度確定絕對(duì)水平基準(zhǔn)的工程難題；3、與其它方法相比較，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在簡(jiǎn)化配置下對(duì)不穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)晃動(dòng)量的誤差補(bǔ)償修正。


圖I是本發(fā)明像機(jī)及不穩(wěn)定平臺(tái)安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式基本思路如圖I所示，在不穩(wěn)定平臺(tái)上安裝高分辨率像機(jī)，隨不穩(wěn)定平臺(tái)一起運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)固連在地面的絕對(duì)水平靶板成像。對(duì)于絕對(duì)水平靶板上的任一點(diǎn)，其在像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)Pi和在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)Pi存在如下轉(zhuǎn)換關(guān)系Pi= Rcw Pi+ Tcw當(dāng)平面靶板上至少存在6個(gè)點(diǎn)時(shí)，即i彡6，可解算出像機(jī)坐標(biāo)系與絕對(duì)水平坐標(biāo) 系之間的相對(duì)姿態(tài)關(guān)系。因此在初始狀態(tài)下調(diào)平不穩(wěn)定平臺(tái)和絕對(duì)水平基準(zhǔn)，得到像機(jī)坐標(biāo)系X、Y軸與其在水平面上投影的夾角α。、β。；根據(jù)ti時(shí)刻像機(jī)與平面靶板像點(diǎn)關(guān)系同理可解得在當(dāng)前狀態(tài)下的夾角a i、β i，則當(dāng)前時(shí)刻與初始狀態(tài)的夾角之差即為不穩(wěn)定平臺(tái)在沿局部坐標(biāo)系X、Y軸方向的姿態(tài)絕對(duì)變化量
權(quán)利要求
1.隨動(dòng)模式下不穩(wěn)定平臺(tái)絕對(duì)晃動(dòng)量測(cè)量方法，其特征在于， 在不穩(wěn)定平臺(tái)上安裝像機(jī)，像機(jī)隨平臺(tái)運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)空間上的平面靶板成像，進(jìn)而利用位姿估計(jì)算法得到當(dāng)前時(shí)刻像機(jī)相對(duì)初始絕對(duì)基準(zhǔn)狀態(tài)的高低角和方位角，不穩(wěn)定平臺(tái)和像機(jī)之間存在一個(gè)固連關(guān)系，不穩(wěn)定平臺(tái)的姿態(tài)參數(shù)由此確定，具體步驟如下 a、初始時(shí)刻聞精度標(biāo)定像機(jī)內(nèi)參； b、調(diào)平平面靶板和不穩(wěn)定平臺(tái)； C、利用位姿估計(jì)算法解算絕對(duì)水平狀態(tài)下像機(jī)像對(duì)水平面的姿態(tài)參數(shù)； d、通過(guò)對(duì)比當(dāng)前時(shí)刻和初始狀態(tài)像機(jī)相對(duì)水平面的姿態(tài)變化量確定像機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度； e、利用像機(jī)和不穩(wěn)定平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系解算不穩(wěn)定平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的高低角和方位角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨動(dòng)模式下不穩(wěn)定平臺(tái)晃動(dòng)量測(cè)量方法，其特征在于，不穩(wěn)定平臺(tái)的姿態(tài)參數(shù)，具體計(jì)算如下 對(duì)于絕對(duì)水平靶板上的任一點(diǎn)，其在像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)Pi和在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)存在如下轉(zhuǎn)換關(guān)系
全文摘要
本發(fā)明給出了一種實(shí)時(shí)、高精度測(cè)量不穩(wěn)定平臺(tái)絕對(duì)晃動(dòng)量的方法在不穩(wěn)定平臺(tái)上安裝像機(jī)，像機(jī)隨平臺(tái)運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)空間上的平面靶板成像，進(jìn)而利用位姿估計(jì)算法得到當(dāng)前時(shí)刻像機(jī)相對(duì)初始絕對(duì)基準(zhǔn)狀態(tài)的高低角和方位角，由于不穩(wěn)定平臺(tái)和像機(jī)之間存在一個(gè)固連關(guān)系，不穩(wěn)定平臺(tái)的姿態(tài)參數(shù)可以由此確定。本發(fā)明通過(guò)攝像測(cè)量技術(shù)實(shí)時(shí)、高精度確定不穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)晃動(dòng)量，角度精度可達(dá)10角秒；解決了利用攝像測(cè)量方法高精度確定絕對(duì)水平基準(zhǔn)的工程難題；可以實(shí)現(xiàn)在簡(jiǎn)化配置下對(duì)不穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)晃動(dòng)量的誤差補(bǔ)償修正。
文檔編號(hào)G01C11/00GK102829764SQ20121028417
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者張小虎, 劉進(jìn)博, 周劍, 于起峰 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)