[發明專利]航天三線陣CCD相機鏡頭間6自由度變化在軌監測方法有效
| 申請號： | 200910078919.1 | 申請日： | 2009-02-27 |
| 公開（公告）號： | CN101498588A | 公開（公告）日： | 2009-08-05 |
| 發明（設計）人： | 呂勇;高衛軍;呂乃光;周小華;孫鵬;孫世君 | 申請（專利權）人： | 北京空間機電研究所;北京信息科技大學 |
| 主分類號： | G01C25/00 | 分類號： | G01C25/00;G01C11/02 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 | 代理人： | 安 麗 |
| 地址： | 1000*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 航天 三線 ccd 相機 鏡頭 自由度 變化 監測 方法 | ||
1.航天三線陣CCD相機鏡頭間6自由度變化在軌監測方法，其特征在于步驟如下：
(1)在相機鏡頭A上剛性固定激光發射接收裝置，所述激光發射接收裝置包括激光光源、光纖耦合器、激光準直器、半透半反鏡和第一面陣CCD，光纖耦合器對激光光源發出的激光進行三路分光，三路分光再分別經過三個激光準直器得到三路準直輸出激光；
(2)在相機鏡頭B上剛性固定激光反射接收裝置，所述激光反射接收裝置包括平面反射鏡、第二面陣CCD和第三面陣CCD；
(3)調整半透半反鏡、平面反射鏡、第一面陣CCD、第二面陣CCD和第三面陣CCD的位置，保證第二面陣CCD和第三面陣CCD在同一平面內，同時使得三路準直輸出激光中的一路激光穿過半透半反鏡到達平面反射鏡，而后經平面反射鏡反射回半透半反鏡并經半透半反鏡反射至第一面陣CCD上，另外兩路準直輸出激光分別射向第二面陣CCD和第三面陣CCD，該兩路準直輸出激光的反向延長線應交于一點；
(4)通過第一面陣CCD上激光束的成像點在水平和垂直兩個方向的位移變化可以確定相機鏡頭A相對于相機鏡頭B的兩個轉動自由度的變化量，方法為：采用公式和計算，式中Δz和Δx分別為第一面陣CCD上激光束的成像點在垂直和水平方向的位移，S為激光束從平面反射鏡成像至第一面陣CCD上時經過的距離；
(5)通過第二面陣CCD和第三面陣CCD上激光束的成像點的位移變化可以確定相機鏡頭A相對于相機鏡頭B的第三個轉動自由度的變化量，方法為：采用公式θz＝arcsin((Δxu-Δxd)/D)計算，式中Δxu和Δxd分別為第二面陣CCD上激光束的成像點和第三面陣CCD上激光束的成像點的位移，D為第三轉動自由度運動前第二面陣CCD上激光束的成像點和第三面陣CCD上激光束的成像點之間的距離；
(6)利用步驟(4)和步驟(5)中得到的旋轉角度，得到描述鏡頭間旋轉變化的旋轉矩陣R；
(7)利用步驟(6)中得到的旋轉矩陣并結合第二面陣CCD和第三面陣CCD上光斑的位置坐標，基于坐標變換列解方程組，得到相機鏡頭A相對于相機鏡頭B的三個平動自由度的變化量，方法為：基于鏡頭間任意6自由度變化的坐標變化關系，根據旋轉矩陣R、激光光斑在第二面陣CCD上的新位置坐標(X1，Y1)以及激光光斑在第三面陣CCD上的新位置坐標(X2，Y2)，聯立獲得方程組KT＝U，其中：
2.根據權利要求1所述的航天三線陣CCD相機鏡頭間6自由度變化在軌監測方法，其特征在于：所述的激光光源為半導體激光光源。
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