基于ccd的轉臺平臺載體位置測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種載體位置信息的測量方法。
【背景技術】
[0002]在當今社會中，經常需要用到在二維平面中定位載體位置信息，比如在多軸支撐轉臺系統中，載體在所述轉臺平面上運動時候，會使得系統整個的質心發(fā)生偏移，這種干擾會對整個平臺系統造成很大的影響，為此我們就需要對平臺上的載體進行位置信息定位，從而獲得載體的位置信息，再通過解算得到系統的質心，通過執(zhí)行機構來補償干擾。
[0003]三角定位法在GPS定位系統中，用于廣泛面積上的定位作用，但卻不適于小范圍測量，測量精度有待提高。
[0004]CO)，英文全稱:Charge-coupled Device，中文全稱:電荷親合元件?？梢苑Q為CO)圖像傳感器，也叫圖像控制器。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是為了解決現有在二維平面中定位載體位置信息采用三角測量方法，測量精度低的問題，本發(fā)明提供了一種基于CCD的轉臺平臺載體位置測量方法。
[0006]基于CCD的轉臺平臺載體位置測量方法，所述的轉臺平臺上有4個CCD傳感器、旋轉電機和激光源，旋轉電機安裝在載體上，激光源設置在旋轉電機上，旋轉電機用于帶動激光源旋轉，載體的四周固定安裝有4個CCD傳感器，且載體設置在4個CCD傳感器圍成的四邊形內，
[0007]該測量方法的具體過程為:
[0008]步驟一，安裝完成4個CXD傳感器后，采集獲得4個CXD傳感器在直角坐標系中的具體坐標，使旋轉電機帶動激光源旋轉，同時使激光器發(fā)出激光；
[0009]步驟二，選取4個CXD傳感器中3個CXD傳感器所在的位置連線構成三角形ABC，且載體所在位置在三角形ABC內部，三角形ABC的三個頂點均與載體所在位置連線后，在載體所在位置周圍形成3個周角，且3個周角分別定義為α，β，Y，
[0010]載體中心所在位置定義為點0，
[0011]其中，α表示，直線OB與OC之間的夾角；
[0012]β表示，直線OA與OC之間的夾角；
[0013]γ表示，直線OB與OA之間的夾角；
[0014]步驟三，根據構成三角形ABC的3個CXD傳感器在直角坐標系中的具體坐標得到三角形ABC三邊的長度；
[0015]步驟四，分別選取周角α和β，β和γ，α和γ通過余弦定理運算，獲得3組載體到三角形ABC三個頂點的距離a、b和C，并對獲得的3組數據分別求取平均值，獲得a、b和c的最終值；
[0016]步驟五，將步驟四中獲得的a、b和c的最終值兩兩組合進行計算，獲得3對載體的位置坐標，并對3對載體的位置坐標求取平均值，最終獲得載體的具體坐標。
[0017]所述步驟四中分別選取周角α和β，β和γ，α和γ通過余弦定理運算，獲得3組載體到三角形ABC三個頂點的距離a、b和C，并對獲得的3組數據分別求取平均值，獲得a、b和c的最終值的具體過程為:
[0018]步驟四一，由周角α和β的取值，通過公式I至公式3求得載體到三角形ABC三個頂點的距離a、b和C，
[0019]b2+c2-BC2_2bccos α = O(I),
[0020]c2+a2_AC2_2accos β = O(2),
[0021 ] a2+b2_AB2_2abcos (2 JT - α - β ) = O(3)，
[0022]其中，a表示載體所在位置到點A之間的長度，b表示載體所在位置到點B之間的長度，c表示載體所在位置到點C之間的長度，BC表示三角形ABC中點B與點C之間的連線的長度，AC表示三角形ABC中點A與點C之間的連線的長度，AB表示三角形ABC中點A與點B之間的連線的長度，
[0023]步驟四二，由周角α和γ的取值，通過公式4至公式6求得載體到三角形ABC三個頂點的距離a、b和C，
[0024]b2+c2-BC2-2bccos α = O(4),
[0025]c2+a2-AC2-2accos (2 π - α - γ ) = 0 (5),
[0026]a2+b2-AB2-2abcos γ = O(6),
[0027]步驟四三，由周角β和γ的取值，通過公式7至9求得載體到三角形ABC三個頂點的距離a、b和C，
[0028]b2+c2-BC2-2bccos (2 π - β - γ ) = O (J)，
[0029]c2+a2-AC2-2accos β = O(8),
[0030]a2+b2-AB2-2abcos γ = O (9)，
[0031]步驟四四，對步驟四一至步驟四三中獲得的a、b和c分別求取平均值，作為a、b和c的最終值。所述步驟五中將步驟四中獲得的a、b和c的最終值兩兩組合進行計算，獲得3對載體的位置坐標，并對3對載體的位置坐標求取平均值，最終獲得載體的具體坐標的具體過程為:
[0032]根據步驟四四中獲得的a和c的最終值計算獲得載體的第一對位置坐標，
[0033]根據步驟四四中獲得的b和c的最終值計算獲得載體的第二對位置坐標，
[0034]根據步驟四四中獲得的b和a的最終值計算獲得載體的第三對位置坐標，
[0035]并對所述載體的三對位置坐標取平均值，獲得載體的最終具體坐標，完成了對載體位置測量。
[0036]本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明方法與現有技術中三角測量方法不同的是，本方法適用于小范圍定位，精度更高，不需要設置更多的輔助測量工具，更加方便，測量精度提尚5%以上。
【附圖說明】
[0037]圖1為【具體實施方式】一中轉臺平臺上載體與4個CCD傳感器的位置關系示意圖；
[0038]圖2為【具體實施方式】一中4個CCD傳感器中某3個CCD傳感器所在的位置連線構成三角形ABC的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0039]【具體實施方式】一:參見圖1和2說明本實施方式，本實施方式所述的基于CCD的轉臺平臺載體位置測量方法，所述的轉臺平臺上有4個CCD傳感器、旋轉電機和激光源，旋轉電機安裝在載體上，激光源設置在旋轉電機上，旋轉電機用于帶動激光源旋轉，載體的四周固定安裝有4個CCD傳感器，且載體設置在4個CCD傳感器圍成的四邊形內，該測量方法的具體過程為:
[0040]步驟一，安裝完成4個CXD傳感器后，采集獲得4個CXD傳感器在直角坐標系中的具體坐標，使旋轉電機帶動激光源旋轉，同時使激光器發(fā)出激光；
[0041]步驟二，選取4個CXD傳感器中3個CXD傳感器所在的位置連線構成三角形ABC，且載體所在位置在三角形ABC內部，三角形ABC的三個頂點均與載體所在位置連線后，在載體所在位置周圍形成3個周角，且3個周角分別定義為α，β，Y，
[0042]載體中心所在位置定義為點O，
[0043]其中，α表示，直線OB與OC之間的夾角；
[0044]β表示，直線OA與OC之間的夾角；
[0045]γ表示，直線OB與OA之間的夾角；
[0046]步驟三，根據構成三角形ABC的3個CXD傳感器在直角坐標系中的具體坐標得到三角形ABC三邊的長度；
[0047]步驟四，分別選取周角α和β，β和γ，α和γ通過余弦定理運算，獲得3組載體到三角形ABC三個頂點的距離a、b和C，并對獲得的3組數據分別求取平均值，獲得a、b和c的最終值；
[0048]步驟五，將步驟四中獲得的a、b和c的最終值兩兩組合進行計算，獲得3對載體的位置坐標，并對3對載體的位置坐標求取平均值，最終獲得載體的具體坐標。
[0049]本實施方式，α，β，γ來源于(XD的接收激光源時間差以及電機旋轉角速度，4個CCD傳感器所圍成的四邊形為任意四邊形，且四邊形內部都是被測載體的測量范圍。
[0050]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一所述的基于CCD的轉臺平臺載體位置測量方法的區(qū)別在于，所述步驟四中分別選取周角α和β，β和γ，α和γ通過余弦定理運算，獲得3組載