專利名稱：基準模式下不穩(wěn)定平臺晃動量測量方法
技術領域：
本發(fā)明主要利用攝像測量技術實時、高精度確定不穩(wěn)定平臺姿態(tài)絕對晃動量。
背景技術：
國內靶場大都采用精度較高的固定塔臺式的光電經緯儀，但由于其作用范圍固定，隨著現代武器裝備機動性要求越來越高，固定塔臺式光電經緯儀的應用受到了很大的限制，而車載移動式將經緯儀直接安裝在車載平臺上，經緯儀可直接在車載平臺上工作，可以滿足不同地點，不同時間實時對目標進行跟蹤測量的要求，機動性強，彌補了固定塔臺式經緯儀的缺點，適應了部隊的快速反應能力。但經緯儀直接在車載平臺準動基準下工作，由于沒有固定的基準，加上載車平臺可能停在各種路況的地面上，在工作尤其是在高速跟蹤測量狀態(tài)下，基準平臺很容易發(fā)生晃動，因此高精度的確定不穩(wěn)定平臺的靜態(tài)基準成為問題關鍵
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是利用攝像測量技術高精度確定不穩(wěn)定平臺姿態(tài)絕對
晃動量。本發(fā)明的技術方案是通過固定在慣性空間的高分辨率像機同時對絕對水平基準和不穩(wěn)定平臺上的合作標志成像，通過位姿估計算法得到不穩(wěn)定平臺合作標志坐標系相對絕對水平基準的姿態(tài)關系，由于合作標志和不穩(wěn)定平臺之間存在一固連關系，不穩(wěn)定平臺相對絕對水平基準的姿態(tài)參數也可由此確定。本發(fā)明提出的確定位姿方法按以下步驟進行a初始時刻高精度標定像機內參。b調平平面靶板和不穩(wěn)定平臺。c利用位姿估計算法解算絕對水平狀態(tài)下平臺合作標志相對絕對水平基準的姿態(tài)參數。d通過對比當前時刻和初始狀態(tài)合作標志相對絕對水平基準的姿態(tài)變化量確定合作標志坐標系的旋轉角度。e利用合作標志和不穩(wěn)定平臺之間的轉換關系解算不穩(wěn)定平臺轉動的高低角和方位角。采用本發(fā)明可以達到以下技術效果I.本發(fā)明通過攝像測量技術實時、高精度確定不穩(wěn)定平臺姿態(tài)晃動量，角度精度可達10角秒。2.本發(fā)明解決了利用攝像測量方法高精度確定絕對水平基準的工程難題；3.與其它方法相比較，本發(fā)明可以實現在簡化配置下對不穩(wěn)定平臺姿態(tài)晃動量的誤差補償修正。
圖I是本發(fā)明像 機及不穩(wěn)定平臺安裝示意圖。
具體實施例方式基本思路如圖I所示，在地面上固定兩個高分辨率像機和絕對水平基準，合作標志與不穩(wěn)定平臺固連在一起，像機實時對不穩(wěn)定平臺和絕對水平基準成像，通過對比當前時刻和初始狀態(tài)的相對姿態(tài)變化解算當前不穩(wěn)定平臺的絕對姿態(tài)變化量。取平臺合作標志任意三點建立局部坐標系Os-XsYsZs，為了簡化計算過程，將像機坐標系直接標定在絕對水平基準上，通過雙目線線交會測量出合作標志點在絕對水平基準坐標系中的三維坐標，則局部坐標系中的一點Pi和像機坐標系對應點Pi存在如下轉換關系
_ 8] Pi = RmPi + Tsc當i > 3即不穩(wěn)定平臺上至少存在三個合作標志點且坐標在局部坐標系中已知的情況下，通過位姿估計算法可以解算合作標志局部坐標系和絕對水平基準坐標系的相對姿態(tài)關系。因此在初始狀態(tài)下調平不穩(wěn)定平臺和絕對水平基準，得到合作標志局部坐標系X、Y軸與其在水平面上投影的夾角α。，β。；根據ti時刻像機與合作標志像點關系同理可解得在當前狀態(tài)下的夾角a” Pi，則當前時刻與初始狀態(tài)的夾角之差即為不穩(wěn)定平臺在沿局部坐標系X、Y軸方向的姿態(tài)變化量
Δα, =at -a 1 ' °。
轉a
權利要求
1.基準模式下不穩(wěn)定平臺絕對晃動量測量方法，其特征在于， 通過固定在慣性空間的高分辨率像機，同時對絕對水平基準和不穩(wěn)定平臺上的合作標志成像，通過位姿估計算法得到不穩(wěn)定平臺合作標志坐標系相對絕對水平基準的姿態(tài)關系，合作標志和不穩(wěn)定平臺之間存在一固連關系，不穩(wěn)定平臺相對絕對水平基準的姿態(tài)參數由此確定，具體步驟如下 a初始時刻聞精度標定像機內參； b調平平面靶板和不穩(wěn)定平臺； c利用位姿估計算法解算絕對水平狀態(tài)下平臺合作標志相對絕對水平基準的姿態(tài)參數； d通過對比當前時刻和初始狀態(tài)合作標志相對絕對水平基準的姿態(tài)變化量確定合作標志坐標系的旋轉角度； e利用合作標志和不穩(wěn)定平臺之間的轉換關系解算不穩(wěn)定平臺轉動的高低角和方位角。
2.根據權利要求I所述的基準模式下不穩(wěn)定平臺晃動量測量方法，其特征在于，通過位姿估計算法得到不穩(wěn)定平臺合作標志坐標系相對絕對水平基準的姿態(tài)關系，具體計算過程如下 取平臺合作標志任意三點建立局部坐標系
全文摘要
本發(fā)明給出了一種實時、高精度測量平臺相對絕對水平基準晃動量的方法通過固定在慣性空間的高分辨率像機同時對絕對水平基準和不穩(wěn)定平臺上的合作標志成像，通過位姿估計算法得到不穩(wěn)定平臺合作標志坐標系相對絕對水平基準的姿態(tài)關系，由于合作標志和不穩(wěn)定平臺之間存在一固連關系，不穩(wěn)定平臺相對絕對水平基準的姿態(tài)參數也可由此確定。
文檔編號G01C11/00GK102829765SQ201210284859
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權日2012年8月10日
發(fā)明者張小虎, 朱肇昆, 尚洋, 于起峰 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學