[發(fā)明專利]集成到佩戴/攜帶式平視觀察系統(tǒng)的姿勢檢測子系統(tǒng)的雙重協(xié)調(diào)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811570528.7
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN110032273A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·魯澤
• 申請（專利權(quán)）人: 泰勒斯公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G01C23/00;G02B27/01;G06F17/16
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

1.一種集成到佩戴/攜帶式平視觀察系統(tǒng)中的DDP姿勢檢測子系統(tǒng)的雙重協(xié)調(diào)方法，

所述佩戴/攜帶式平視觀察系統(tǒng)(2)位于運(yùn)載交通工具上并且包括：

-透明的佩戴/攜帶式平視觀察設(shè)備(12)D_v，

-具有外部參考坐標(biāo)系R_ref的外部參考設(shè)備(14)D_ref，所述外部參考坐標(biāo)系能夠是運(yùn)載交通工具的坐標(biāo)系或本地地理坐標(biāo)系或地面坐標(biāo)系；

-DDP姿勢檢測子系統(tǒng)(16)，其包括：

固定地附接到所述觀察設(shè)備(12)D_v的跟蹤剛性第一元件(18)S1，

固定地接合到所述參考設(shè)備(14)D_ref的固定剛性第二元件(20)S2，以及

用于測量和確定跟蹤移動第一元件(18)S1相對于固定第二元件(22)S2的相對定向的裝置(26)，

-雙重協(xié)調(diào)子系統(tǒng)(32)，其用于協(xié)調(diào)所述佩戴/攜帶式平視觀察系統(tǒng)(2)和所述DDP姿勢檢測子系統(tǒng)(16)，

所述雙重協(xié)調(diào)方法的特征在于它包括以下步驟：

-在第一步驟(54、104、204、304、404、504、604、704、804)中，對應(yīng)于i從1到N變化的不同瞄準(zhǔn)動作Vi，執(zhí)行所述DDP姿勢檢測子系統(tǒng)(16)的跟蹤移動第一元件(18)S1相對于固定第二元件(22)S2的i從1到N變化的相對定向的預(yù)設(shè)數(shù)目N的一系列測量，在所述測量中，所述觀察設(shè)備(12)D_v中顯示的飛行員/駕駛員信息的一個(gè)或更多個(gè)不同預(yù)設(shè)元素與真實(shí)外界的一個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)地標(biāo)重疊或?qū)?zhǔn)，所述地標(biāo)在外部參考坐標(biāo)系中的理論旋轉(zhuǎn)矩陣是已知的；然后，

-在第二步驟(56、106、206、306、406、506、606、706、806)中，并且使用雙重協(xié)調(diào)算法，聯(lián)合計(jì)算所述姿勢檢測子系統(tǒng)(16)的跟蹤第一元件(18)S1相對于所述觀察設(shè)備D_v的相對定向矩陣和/或所述外部參考設(shè)備D_Ref相對于所述姿勢檢測子系統(tǒng)(16)的固定剛性第二元件(20)S2的相對定向矩陣分別計(jì)算為右側(cè)偏差旋轉(zhuǎn)矩陣和左側(cè)偏差旋轉(zhuǎn)矩陣它們是雙重協(xié)調(diào)方程組的聯(lián)合解，i從1到N變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成到佩戴/攜帶式平視觀察系統(tǒng)中的DDP姿勢檢測子系統(tǒng)的雙重協(xié)調(diào)方法，其中

所需的最小測量數(shù)目N取決于所述平視觀察系統(tǒng)的所述旋轉(zhuǎn)矩陣和的錯誤或不可使用的角度自由度的數(shù)目L，所述數(shù)目L是大于或等于1且小于或等于6的整數(shù)，并且

所述方程組i從1到N變化的的解使用校正算子π(.)以確定右側(cè)旋轉(zhuǎn)和左側(cè)旋轉(zhuǎn)校正算子π(.)將任何給定的矩陣A轉(zhuǎn)換為3×3矩形旋轉(zhuǎn)矩陣π(A)，所述π(A)是所有3×3旋轉(zhuǎn)矩陣中在以下意義上最接近矩陣A的：矩陣π(A)-A的所有項(xiàng)的平方和最小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成到佩戴/攜帶式平視觀察系統(tǒng)中的DDP姿勢檢測子系統(tǒng)的雙重協(xié)調(diào)方法，其中在第一配置(102)中，

所述右側(cè)偏差旋轉(zhuǎn)矩陣的錯誤或不可使用的角度自由度的數(shù)目等于三，并且所述左側(cè)偏差旋轉(zhuǎn)矩陣的錯誤或不可使用的角度自由度的數(shù)目等于三，

所述第一步驟(104)執(zhí)行大于或等于3的測量數(shù)目N，對于這些測量，瞄準(zhǔn)動作Vi對應(yīng)于所顯示的三維參考標(biāo)記與觀察到的外部三維參考標(biāo)記的對準(zhǔn)，

求解所述雙重協(xié)調(diào)方程組的所述第二步驟(106)包括第一組(112)子步驟，第一組(112)子步驟包括：

-在第一子步驟(114)中，將N次測量中的第一次測量選擇為“主元”測量，此主元測量對應(yīng)于i等于1，并且對于i＝2，…，N，使用方程和計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣和然后

-在第二子步驟(116)中，針對i＝2，…，N，確定旋轉(zhuǎn)和的主要單位矢量，分別由和指定；然后

-在第三子步驟(118)中，使用以下方程計(jì)算右矩陣

然后

-在第四子步驟(120)中，根據(jù)在所述第三子步驟(118)中計(jì)算的所述矩陣使用以下方程確定左側(cè)旋轉(zhuǎn)矩陣