[發明專利]剛性物體空間自由姿態測量裝置及方法及數據分析方法

無效

• 申請號: 201010600907.3
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102162718A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 江孝國;李洪;楊興林;文龍;石金水;張開志;李勁;王遠
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/26;G01C11/00;G01M1/12
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 劉勛

1.剛性物體空間自由姿態測量裝置，其特征在于，包括平面正交四向光標發生裝置(1)和線陣CCD(8)，所述線陣CCD具有數據輸出接口。

2.如權利要求1所述的剛性物體空間自由姿態測量裝置，其特征在于，所述平面正交四向光標發生裝置(1)為平面正交四向十字光標發生裝置，在外殼的四個方向設置有光標輸出窗口。

3.如權利要求1所述的剛性物體空間自由姿態測量裝置，其特征在于，所述平面正交四向光標發生裝置(1)包括分光棱鏡(15)、水平方向擴束鏡(17)、水平方向柱面鏡(19)、垂直方向擴束鏡、垂直方向柱面鏡、反射鏡組(16)和分光棱鏡組(18)。

4.如權利要求3所述的剛性物體空間自由姿態測量裝置，其特征在于，所述平面正交四向光標發生裝置(1)還包括激光器(3)，激光器(3)內置于平面正交四向光標發生裝置(1)。

5.如權利要求3所述的剛性物體空間自由姿態測量裝置，其特征在于，所述平面正交四向光標發生裝置(1)還包括激光器(3)，激光器(3)分離于平面正交四向光標發生裝置(1)的主體，通過光纖與平面正交四向光標發生裝置(1)的主體內部光路連接。

6.如權利要求1所述的剛性物體空間自由姿態測量裝置，其特征在于，所述線陣CCD包括分布在4個方向的4組CCD相機，每組包括互相垂直的兩臺相機。

7.剛性物體空間自由姿態測量數據分析方法，其特征在于，包括下述步驟：

A、進行線狀激光光斑分布的數據采集；

B、求出其質心位置Co和線狀光斑的半高寬τ；根據τ的情況確定M個合理的τj；

C、以Co為中心，根據τ的情況確定N個將來用于數據截斷和獲取的數據中心Ci；

D、以Ci為中心、τj為數據半徑從原始數據曲線中獲取本次用于計算的各個數據值，以截取的這些數據為基礎，按照重心法計算出一個質心位置Cji；在相同的τj、不同的Ci下，計算獲得一系列的Cji，Cji構成一條質心軌跡變化的掃描線Lj；

E、在不同的τj下，重復上述計算過程，獲得一系列的質心軌跡變化的掃描線Lj；

F、求解所有掃描線Lj的交匯點Co，將此Co作為本次測量的位置質心。

8.剛性物體空間自由姿態測量方法，其特征在于，包括下述步驟：

將線陣CCD按水平位置的四個方向安裝在地球坐標系(9)中，位置固定；將平面正交四向光標發生裝置安裝在被測物體上并固定于其上，將其看作參考坐標系(7)，并確定在初始狀態時四束激光束可以照射在CCD表面上；線陣CCD的輸出信號由計算機(10)進行采集和數值化，通過預定算法進行位置關系逆解，最終獲得被測量物體的姿態變化。