[發明專利]隨動模式下不穩定平臺絕對晃動量測量方法

有效

• 申請號: 201210284173.1
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102829764A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 張小虎;劉進博;周劍;于起峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

技術領域

本發明主要利用攝像測量技術實時、高精度確定不穩定平臺姿態絕對晃動量。

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，由于沒有絕對靜態的基準，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下，基準平臺很容易發生晃動，因此高精度的確定不穩定平臺的絕對靜態基準成為問題關鍵。

發明內容

本發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定平臺姿態絕對晃動量。

本發明的技術方案是通過安裝在不穩定平臺上的高分辨率像機實時對絕對水平平面靶板成像，解算像機內外參，得到不穩定平臺絕對基準姿態變化量。

具體方法是在不穩定平臺上安裝像機，像機隨平臺運動同時對空間上的平面靶板成像，進而利用位姿估計算法得到當前時刻像機相對絕對基準的高低角和方位角，由于不穩定平臺和像機之間存在一個固連關系，不穩定平臺的姿態參數可以由此確定。

本發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定平臺。

c、利用位姿估計算法解算絕對水平狀態下像機相對水平面的姿態參數。

d、通過對比當前時刻和初始狀態像機相對水平面的姿態變化量確定像機的旋轉角度。

e、利用像機和不穩定平臺之間的轉換關系解算不穩定平臺轉動的高低角和方位角。

采用本發明可以達到以下技術效果：

1、本發明通過攝像測量技術實時、高精度確定不穩定平臺姿態絕對晃動量，角度精度可達10角秒。

2、本發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，本發明可以實現在簡化配置下對不穩定平臺姿態晃動量的誤差補償修正。

附圖說明

圖1是本發明像機及不穩定平臺安裝示意圖。

具體實施方式

基本思路如圖1所示，在不穩定平臺上安裝高分辨率像機，隨不穩定平臺一起運動同時對固連在地面的絕對水平靶板成像。對于絕對水平靶板上的任一點，其在像機坐標系中的坐標p_i和在絕對基準坐標系中的坐標P_i存在如下轉換關系：?

P_i=?R_cw?p_i+?T_cw

當平面靶板上至少存在6個點時，即i≥6，可解算出像機坐標系與絕對水平坐標系之間的相對姿態關系。因此在初始狀態下調平不穩定平臺和絕對水平基準，得到像機坐標系X、Y軸與其在水平面上投影的夾角α_o、β_o；根據t_i時刻像機與平面靶板像點關系同理可解得在當前狀態下的夾角α_i、β_i，則當前時刻與初始狀態的夾角之差即為不穩定平臺在沿局部坐標系X、Y軸方向的姿態絕對變化量：

Δαi=αi-αoΔβi=βi-βo]]>。