[發明專利]一種光纖傳感器以及物體位置和姿態監測方法有效
| 申請號： | 202010046260.8 | 申請日： | 2020-01-16 |
| 公開（公告）號： | CN111208525B | 公開（公告）日： | 2021-10-19 |
| 發明（設計）人： | 趙景山;紀俊杰;魏松濤;徐勝金 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | G01S17/06 | 分類號： | G01S17/06;G01S17/02;G01S7/481 |
| 代理公司： | 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901 | 代理人： | 陳巍 |
| 地址： | 100084*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 光纖 傳感器 以及 物體 位置 姿態 監測 方法 | ||
1.一種光纖傳感器，其特征在于，包括：
激光器，用于發射激光；
多個探頭，均通過發射光纖與所述激光器連接，用于將所述激光發射給物體，并接收所述物體的反射激光；
多個光功率計，分別通過接收光纖與多個所述探頭一一對應連接，用于接收所述反射激光，并根據所述反射激光確定所述反射激光的光強；
處理器，分別通過導線與多個所述光功率計連接；所述處理器用于執行以下步驟；
獲取光功率計檢測得到的激光光強；
根據所述激光光強確定探頭與物體間的距離；
以多個探頭中的任意一個探頭的探測端面的中心點為第一坐標原點，以所述第一坐標原點與另一探頭的探測端面的中心點間的向量為X軸，構建第一空間坐標系；
以所述第一坐標原點映射于物體表面的點為第二坐標原點，以所述第二坐標原點與另一探頭的探測端面的中心點映射于物體表面的點間的向量為X軸，構建第二空間坐標系；
根據所述第一空間坐標系和所述第二空間坐標系確定所述第一空間坐標系和第二空間坐標系的旋轉矩陣；
根據所述旋轉矩陣和所述探頭與物體間的距離確定所述物體表面與多個所述探頭構成的面之間的相對位置變化和相對姿態變化。
2.根據權利要求1所述的一種光纖傳感器，其特征在于，所述探頭的數量至少為3個。
3.根據權利要求1所述的一種光纖傳感器，其特征在于，所述探頭為光纖探頭。
4.一種物體位置和姿態監測方法，其特征在于，應用于權利要求1-3任意一項所述的光纖傳感器；所述物體位置和姿態監測方法包括：
獲取光功率計檢測得到的激光光強；
根據所述激光光強確定探頭與物體間的距離；
以多個探頭中的任意一個探頭的探測端面的中心點為第一坐標原點，以所述第一坐標原點與另一探頭的探測端面的中心點間的向量為X軸，構建第一空間坐標系；
以所述第一坐標原點映射于物體表面的點為第二坐標原點，以所述第二坐標原點與另一探頭的探測端面的中心點映射于物體表面的點間的向量為X軸，構建第二空間坐標系；
根據所述第一空間坐標系和所述第二空間坐標系確定所述第一空間坐標系和第二空間坐標系的旋轉矩陣；
根據所述旋轉矩陣和所述探頭與物體間的距離確定所述物體表面與多個所述探頭構成的面之間的相對位置變化和相對姿態變化，以完成對所述物體位置量和姿態偏差量的監測。
5.根據權利要求4所述的一種物體位置和姿態監測方法，其特征在于，所述第一空間坐標系和所述第二空間坐標系均為右手坐標系。
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