[發(fā)明專利]立方鏡相對位姿的標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011630781.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112747711B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁理;馬洪濤;李旭;鞠德晗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01C1/02
• 分類號: G01C1/02
• 代理公司: 長春中科長光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

一種立方鏡相對位姿的標定方法及該系統(tǒng)，利用采集的圖像進行計算獲得。采用傾斜一定角度的條紋像進行推掃成像，當(dāng)目標移動速度與TDI圖像傳感器行頻匹配時，動態(tài)圖像中拍頻條紋的傾斜角度與實際條紋傾斜角度相同，當(dāng)目標移動速度與TDI圖像傳感器行頻不匹配時，動態(tài)圖像中拍頻條紋的傾斜角度會發(fā)生變化，與實際條紋傾斜角度產(chǎn)生偏差。通過計算動態(tài)圖像中條紋像的傾斜角度，利用速度偏差?傾斜角度曲線可計算得到當(dāng)前行頻偏差系數(shù)，通過對當(dāng)前行頻修正，即可得到準確的行頻參數(shù)。該方法采用實時動態(tài)圖像進行計算，圖像速度偏差測試分辨率可達千分之一。該方法對光電系統(tǒng)整機進行測試，只需要圖像即可進行參數(shù)計算，測試流程方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及立方鏡相對位姿的標定方法。

背景技術(shù)

立方鏡常常用來代表某個設(shè)備的姿態(tài)，立方鏡的鏡面法線方向就代表著設(shè)備坐標系的坐標軸指向。在設(shè)備的使用過程中，常常需要標定兩個設(shè)備之間的相對姿態(tài)，實際上就是標定這兩個設(shè)備的立方鏡之間的相對姿態(tài)。例如，在衛(wèi)星上，如果安裝了相機和星敏感器，則通常需要標定相機立方鏡和星敏感器立方鏡之間的相對姿態(tài)。

兩個立方鏡之間的相對姿態(tài)，是指兩個立方鏡坐標系之間的轉(zhuǎn)換矩陣，或者兩個立方鏡坐標系的各個坐標軸之間的夾角。目前，兩個立方鏡之間相對姿態(tài)的標定主要采用的是經(jīng)緯儀布站測量法，該方法需要使用至少4臺經(jīng)緯儀，作至少4次自準直瞄準和3次互瞄準，測量出至少10個角度值，標定過程十分繁瑣，標定時間長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種立方鏡相對位姿的標定方法，該方法只需要使用2臺經(jīng)緯儀，作4次自準直瞄準和1次互瞄準，測量出6個角度值，就可以標定出兩個立方鏡之間的相對姿態(tài)，既可以計算出兩個立方鏡坐標系之間的轉(zhuǎn)換矩陣，也可以計算出兩個立方鏡坐標系的各個坐標軸之間的夾角。該方法大大簡化了標定流程，縮短了標定時間。具體包括：

一種立方鏡相對位姿的標定方法，包括如下步驟：

S1在第一立方鏡上任選兩個互相垂直的面，記為面1和面2，在第二立方鏡上選擇兩個互相垂直的面，記為面3和面4；

S2所述面1前設(shè)置第一經(jīng)緯儀，并將所述第一經(jīng)緯儀與所述面1進行自準直瞄準，記錄第一經(jīng)緯儀的俯仰角讀數(shù)v₁ ，并將第一經(jīng)緯儀的水平角讀數(shù)清零；

S3所述面3前設(shè)置第二經(jīng)緯儀，并將所述第二經(jīng)緯儀與所述面2進行自準直瞄準，記錄第二經(jīng)緯儀的俯仰角讀數(shù)v₂ ，并將第二經(jīng)緯儀的水平角讀數(shù)清零；

S4保持所述第一經(jīng)緯儀和第二經(jīng)緯儀的位置不移動，將所述第一經(jīng)緯儀和第二經(jīng)緯儀進行互瞄準，記錄第一經(jīng)緯儀的水平角讀數(shù)h₁和第二經(jīng)緯儀的水平角讀數(shù)h₂；

S5將所述第一經(jīng)緯儀放置于所述面2前，調(diào)整水平后，將所述第一經(jīng)緯儀對所述面2進行自準直瞄準，記錄所述第一經(jīng)緯儀的俯仰角讀數(shù)v₃；

S6將所述第二經(jīng)緯儀放置于所述面4前，調(diào)整水平后，將所述第二經(jīng)緯儀對面4進行自準直瞄準，記錄所述第二經(jīng)緯儀的俯仰角讀數(shù)v₄；

S7根據(jù)測量得到的俯仰角v₁、v₂、v₃、v₄和水平角h₁、h₂ ，計算兩個立方鏡坐標系之間的轉(zhuǎn)換矩陣或者第一立方鏡和第二立方鏡坐標系的各個坐標軸之間的夾角，即完成了兩個立方鏡之間相對姿態(tài)的標定。

優(yōu)選的，所述第一立方鏡與所述第二立方鏡兩者的相對位置的夾角呈銳角。