[發明專利]非接觸姿態測量系統

有效

• 申請號: 202010093758.X
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111238440B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 楊君;徐唐進;習先強;孫化龍
• 申請（專利權）人: 天津時空經緯測控技術有限公司
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01B11/27;G01B11/26
• 代理公司: 北京萬思博知識產權代理有限公司 11694
• 代理人: 劉冀

本申請公開了一種非接觸姿態測量系統和姿態信息采集設備。其中，非接觸姿態測量系統包括第一光學準直裝置、第一姿態測量裝置以及處理器裝置。第一光學準直裝置用于檢測與被測物的第一測量面之間的對準狀態，其中在第一光學準直裝置與第一測量面對準的情況下，第一光學準直裝置的軸線與第一測量面的法線平行。第一姿態測量裝置與第一光學準直裝置連接，用于測量與第一光學準直裝置的姿態相關的第一測量信息。處理器裝置，與第一光學準直裝置以及第一姿態測量裝置通信連接，并且配置用于：在第一光學準直裝置與第一測量面對準的情況下，根據從第一姿態測量裝置接收的第一測量信息，確定被測物體的第一姿態信息。

技術領域

本申請涉及姿態測量技術領域，特別是涉及一種非接觸姿態測量系統和姿態信息采集設備。

背景技術

現有的對物體的姿態進行測量的方式為接觸式姿態測量，例如將陀螺儀放置在被測物體上，用以測量被測物體的姿態。然而，在實際的應用場景中，會存在無法直接將陀螺儀放置在被測物體上的情況。因此，需要一種非接觸式姿態測量方式，使得在不與被測物體接觸的情況下，確定與被測物體相關的姿態信息。

但是，在不與被測物體接觸的情況下，如何獲取與被測物體的姿態相關的測量信息，并且在獲取到與被測物體的姿態相關的測量信息的情況下，如何確定被測物體的姿態信息的技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本公開提供了一種非接觸姿態測量系統和姿態信息采集設備，以至少解決現有技術中存在的在不與被測物體接觸的情況下，如何獲取與被測物體的姿態相關的測量信息，并且在獲取到與被測物體的姿態相關的測量信息的情況下，如何確定被測物體的姿態信息的技術問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種非接觸姿態測量系統，用于對被測物體的姿態進行測量。非接觸姿態測量系統包括第一光學準直裝置、第一姿態測量裝置以及處理器裝置。第一光學準直裝置用于檢測與設置于被測物體的第一測量面之間的對準狀態，其中在第一光學準直裝置與第一測量面對準的情況下，第一光學準直裝置的軸線與第一測量面的法線平行。第一姿態測量裝置與第一光學準直裝置連接，用于測量與第一光學準直裝置的姿態相關的第一測量信息。處理器裝置，與第一光學準直裝置以及第一姿態測量裝置通信連接，并且配置用于：在第一光學準直裝置與第一測量面對準的情況下，根據從第一姿態測量裝置接收的第一測量信息，確定被測物體的第一姿態信息。

可選地，第一光學準直裝置還用于生成第一對準信息。其中第一對準信息用于指示第一光學準直裝置與被測物體的第一測量面之間的對準狀態，并且處理器裝置還配置用于：在根據第一對準信息判定第一光學準直裝置與第一測量面對準的情況下，根據第一測量信息，確定第一姿態信息。

可選地，系統還包括與處理器裝置通信連接的第二光學準直裝置和第二姿態測量裝置。其中，第二光學準直裝置用于檢測與被測物體的第二測量面之間的對準狀態，其中，在第二光學準直裝置與第二測量面對準的情況下，第二光學準直裝置的軸線與第二測量面的法線平行。第二姿態測量裝置與第二光學準直裝置連接，用于測量與第二光學準直裝置的姿態相關的第二測量信息。并且處理器裝置還配置用于：在第二光學準直裝置與第二測量面對準的情況下，根據從第二姿態測量裝置接收的第二測量信息，確定被測物體的第二姿態信息。

可選地，第二光學準直裝置還用于生成第二對準信息，其中第二對準信息用于指示第二光學準直裝置與設置于被測物體的第二測量面之間的對準狀態。并且，處理器裝置還配置用于：在第二光學準直裝置與第二測量面對準的情況下，根據從第二姿態測量裝置接收的第二測量信息，確定被測物體的第二姿態信息。

可選地，第一光學準直裝置包括：光源；圖像采集單元；設置于光源前的第一分劃板；設置于圖像采集單元前的第二分劃板；以及光學系統。其中，光學系統用于將由光源發射并且穿過第一分劃板的光源光投射到第一測量面上，以及將從第一測量面反射回的光源光經由第二分劃板投射到圖像采集單元；以及圖像采集單元用于采集檢測圖像作為對準信息，其中檢測圖像包含第一分劃板的第一刻線的第一影像和第二分劃板的第二刻線的第二影像。