[發明專利]一種傾角測量方法

有效

• 申請號: 201410707825.7
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104792306A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 房斌;錢基業;秦旭東
• 申請（專利權）人: 鄭州合智匯金電子科技有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳;李伊寧

技術領域

本發明涉及對象姿態估計測量領域，尤其涉及一種傾角測量方法。

背景技術

傾角測量是估計測量對象姿態的一種關鍵技術，它能夠準確估計被測對象與參考線之間的夾角，進而判斷測量對象的姿態。由于使用環境的限制，無法將被測對象直接放置到測量臺測量其傾角，因此本發明所述的傾角測量是通過安裝在被測對象內部的傳感器實現的。受限于裝配工藝，目前難以將單個加速度傳感器裝配到指定方向，進而使用單一加速度傳感器精確測量被測對象的傾角。現實的做法是，通過安裝多個加速度傳感器，建立傾角測量的數學模型精確測量傾角。多個加速度傳感器精確測量傾角，彌補了傳感器裝配工藝的局限性，提高了傾角測量的精度。學術界提出的傾角測量方法主要是圍繞安裝3個加速度傳感器，校正3個加速度傳感器之間的夾角，提高傾角測量的精度。

現有技術的缺點是：

(1)在安裝3個加速度傳感器時，需要盡最大可能保證加速度傳感器兩兩之間相互垂直，否則兩兩之間的夾角難以通過數學模型校正，最終無法實現精確傾角測量；

(2)不利用測量臺測試相關數據，作為求解模型的約束參數，難以保證最終傾角測量的精度；

(3)沒有統一的模型方便處理3個以上加速度傳感器測量傾角的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種傾角測量方法，通過加速度傳感器測量n(n≥3)個方向的重力加速度分量，可靠準確的測量被測對象的傾角。

本發明采用下述技術方案：

一種傾角測量方法，依次包括以下步驟：

A：將n個加速度傳感器安裝在被測對象內部，分別利用n個加速度傳感器測量n個方向的重力加速度分量，其中n≥3；n個方向的重力加速度分量兩兩不平行且不共面；

B：改變被測對象的傾角ψ，直到測得加速度傳感器輸出的最大值(g_1max,g_2max,...,g_n?max)和最小值(g_1min,g_2min,...,g_n?min)；

C:在n個加速度傳感器中根據規范化后的重力加速度分量標記參考加速度傳感器；

D:通過測量臺測得T組測量數據(ψ_s,θ₁,θ₂,...,θ_n)_t，t＝1,2,...,T，T≥4n；ψ_s為被測對象的傾角，θ₁,θ₂,...,θ_n為加速度傳感器的角度；利用測量臺直接測得被測對象的傾角ψ_s′，并計算被測對象的平均傾角ψ′，當傾角ψ_s′和ψ′之差的絕對值不大于用戶預設的測量誤差ε時，計算得出傾角測量模型參數(d₁,d₂,...,d_4n)_s；傾角測量模型參數(d₁,d₂,...,d_4n)_s的計算方法為，將T組測量數據(ψ_s,θ₁,θ₂,...,θ_n)_t代入如下?方程，求解出傾角測量模型參數(d₁,d₂,...,d_4n)_s，