[發明專利]一種三分量感應線圈的姿態測量方法

有效

• 申請號: 201811192494.2
• 申請日: 2018-10-13
• 公開（公告）號: CN108955631B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 胡輝;李軍峰;劉俊杰;賁放;王旭東;褚越強;曹新宇;白旭
• 申請（專利權）人: 北華航天工業學院;中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種三分量感應線圈的姿態測量方法，通過圖像采集器獲取與三分量感應線圈相對位置恒定的第一、第二光源的初始圖像及移動后的圖像；分別根據初始圖像和移動后的圖像確定第一、第二光源間的第一像素值及第二像素值；將第二像素值與第一像素值的比值確定為俯仰角的余弦值。分別從初始圖像和移動后的圖像上提取第一、第二圖案，將第一圖案的第一光源點和第二圖案的第一光源點擬合；將擬合圖像上的第一圖案和第二圖案之間的夾角確定為橫滾角。本發明采用圖像采集器獲取與三分量感應線圈相對位置相同的第一、第二光源圖像，通過對圖像的分析獲取姿態測量結果，降低了測量器件對三分量感應線圈姿態的擾動，從而提高了測量結果的準確性。

技術領域

本發明涉及航空電磁技術領域，尤其涉及一種三分量感應線圈的姿態測量方法。

背景技術

航空電磁法通稱航空電法是以飛機作為載體，電磁感應為基礎的地球物理探測方法，廣泛用于油氣探測、礦體勘察和地下水普查等方面。與直升機時間域航空電磁系統相比，固定翼航空電磁系統在飛行探測過程中，由于受飛機姿態、速度、風速等因素的影響，會引起線圈俯仰、搖擺、偏航旋轉以及吊艙擺動等現象，導致系統參數發生改變，嚴重影響觀測數據的一致性。因此，如何測量三分量感應線圈的姿態和吊艙的姿態是一項至關重要的任務。目前有人提出在吊艙和感應線圈上分別放置姿態傳感器以測量吊艙和感應線圈的姿態的方法，由于姿態傳感器在隨三分量感應線圈擺動時會令三分量感應線圈產生振動,這種振動將影響三分量感應線圈的姿態測量結果的準確性。

發明內容

本發明的目的是提供一種三分量感應線圈的姿態測量方法，以解決現有技術中姿態測量方法準確性差的問題。

一種三分量感應線圈的姿態測量方法，包括：

以三分量感應線圈所在水平面為第一平面，將任意一個與所述三分量感應線圈有兩個交點且垂直于所述第一平面的平面確定為第二平面；將所述第二平面與所述三分量感應線圈的兩個交點間的線段確定為第一線段，將位于所述第一平面上的第一線段的垂直平分線確定為第一直線；在所述第一線段的中點位置安裝第一光源，在所述第一線段的任意一個非中點的位置安裝第二光源；所述第一光源和所述第二光源與所述三分量感應線圈的相對位置恒定；將圖像采集器設置于所述第一直線上，所述圖像采集器與所述第二平面的距離不小于所述圖像采集器的焦距值；

獲取所述第一光源和所述第二光源的初始圖像；

根據所述初始圖像確定所述第一光源和所述第二光源間的第一像素值；第一像素值為初始圖像中第一光源和第二光源間直線距離對應的像素值。

獲取所述第一光源和所述第二光源的移動后的圖像；

根據所述移動后的圖像確定所述第一光源和所述第二光源間的第二像素值；第二像素值為移動后的圖像中第一光源和第二光源間直線距離對應的像素值。

將所述第二像素值與所述第一像素值的比值確定為所述三分量感應線圈的俯仰角的余弦值。

一種三分量感應線圈的姿態測量方法，包括：

以三分量感應線圈所在水平面為第一平面，將任意一個與所述三分量感應線圈有兩個交點且垂直于所述第一平面的平面確定為第二平面；將所述第二平面與所述三分量感應線圈的兩個交點間的線段確定為第一線段，將位于所述第一平面上的第一線段的垂直平分線確定為第一直線；在所述第一線段的中點位置安裝第一光源，在所述第一線段的任意一個非中點的位置安裝第二光源；所述第一光源和所述第二光源與所述三分量感應線圈的相對位置恒定；將圖像采集器設置于所述第一直線上，所述圖像采集器與所述第二平面的距離不小于所述圖像采集器的焦距值；

獲取所述第一光源和所述第二光源的初始圖像；

從所述初始圖像上提取第一圖案，所述第一圖案為初始圖像上的第一光源點與第二光源點間的連線；

獲取所述第一光源和所述第二光源的移動后的圖像；