[發(fā)明專利]用于姿態(tài)測量設(shè)備的姿態(tài)測量精度的測量系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110830593.4
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113551639A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高昕;胡蕾;李希宇;余毅;唐嘉;雷呈強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G01C1/02
• 分類號: G01C1/02;G01C25/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 白雪瑾;彭家恩

1.一種用于姿態(tài)測量設(shè)備的姿態(tài)測量精度的測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

目標(biāo)經(jīng)緯儀，所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的外表面設(shè)有一十字形條帶，所述十字形條帶包括橫向條帶和豎向條帶，所述橫向條帶與豎向條帶相交形成一交點，所述橫向條帶與所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的軸線相平行，所述豎向條帶與所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的軸線相垂直；

控制處理裝置，用于在目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的方位角被固定，且在俯仰方向上進(jìn)行移動時，控制待測姿態(tài)測量設(shè)備獲取所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒圖像，并對所述主鏡筒圖像進(jìn)行圖像處理以獲取所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的俯仰角測量值；所述控制處理裝置還用于獲取目標(biāo)經(jīng)緯儀的俯仰角真值；根據(jù)所述俯仰角測量值和俯仰角真值，確定所述待測姿態(tài)測量設(shè)備的俯仰角測量精度；

所述控制處理裝置還用于在目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的俯仰角被固定，且在方位方向上進(jìn)行移動時，控制待測姿態(tài)測量設(shè)備獲取所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒圖像，并對所述主鏡筒圖像進(jìn)行圖像處理以獲取所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的偏航角測量值；所述控制處理裝置還用于獲取目標(biāo)經(jīng)緯儀的偏航角真值；根據(jù)所述偏航角測量值和偏航角真值，確定所述待測姿態(tài)測量設(shè)備的偏航角測量精度；

其中，所述目標(biāo)經(jīng)緯儀位于所述待測姿態(tài)測量設(shè)備的成像范圍內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，對所述主鏡筒圖像進(jìn)行圖像處理以獲取所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的俯仰角測量值，包括：

獲取第一時刻的主鏡筒圖像；

提取第一時刻的主鏡筒圖像中十字形條帶的橫向條帶上的多個像元；

利用最小線性二乘法對所述橫向條帶上的多個像元進(jìn)行擬合，得到第一時刻對應(yīng)的橫軸線以及橫軸線的斜率；

根據(jù)所述橫軸線的斜率，確定所述目標(biāo)經(jīng)緯儀在第一時刻對應(yīng)的第一俯仰角；

獲取第二時刻的主鏡筒圖像；

提取第二時刻的主鏡筒圖像中十字形條帶的橫向條帶上的多個像元；

利用最小線性二乘法對所述橫向條帶上的多個像元進(jìn)行擬合，得到第二時刻對應(yīng)的橫軸線以及橫軸線的斜率；

根據(jù)所述橫軸線的斜率，確定所述目標(biāo)經(jīng)緯儀在第二時刻對應(yīng)的第二俯仰角；

根據(jù)第一時刻對應(yīng)的第一俯仰角和第二時刻對應(yīng)的第二俯仰角，得到所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的俯仰角真值。

3.如權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述橫軸線的斜率，確定所述目標(biāo)經(jīng)緯儀在第一時刻對應(yīng)的第一俯仰角，包括：

根據(jù)以下公式確定所述目標(biāo)經(jīng)緯儀在第一時刻對應(yīng)的第一俯仰角：

E_c1＝tan k1

其中，E_c1為目標(biāo)經(jīng)緯儀在第一時刻對應(yīng)的第一俯仰角，k1為第一時刻對應(yīng)的橫軸線的斜率。

4.如權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，對所述主鏡筒圖像進(jìn)行圖像處理以獲取所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的偏航角測量值，包括：

獲取第三時刻的主鏡筒圖像和第四時刻的主鏡筒圖像；

提取第三時刻的主鏡筒圖像中十字形條帶在長度方向的像元數(shù)，以及第四時刻的主鏡筒圖像中十字形條帶在長度方向的像元數(shù)；

根據(jù)第三時刻對應(yīng)的所述長度方向的像元數(shù)和第四時刻對應(yīng)的所述長度方向的像元數(shù)，得到所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的偏航角真值。

5.如權(quán)利要求4所述的測量系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)第三時刻對應(yīng)的所述長度方向的像元數(shù)和第四時刻對應(yīng)的所述長度方向的像元數(shù)，得到所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的偏航角真值，包括：

根據(jù)以下公式確定所述目標(biāo)經(jīng)緯儀的主鏡筒的偏航角測量值：

其中，ΔA_c為第三時刻和第四時刻之間的偏航角測量值；Δl為目標(biāo)經(jīng)緯儀在不同方位角時所成像的像長在x軸的分量的差值；f是待測姿態(tài)測量設(shè)備的焦距；R是待測姿態(tài)測量設(shè)備與目標(biāo)經(jīng)緯儀之間的距離；L是十字形條帶的長度；A_03c為第三時刻對應(yīng)的待測姿態(tài)測量設(shè)備獲取的目標(biāo)經(jīng)緯儀的方位角；A_04c為第四時刻對應(yīng)的待測姿態(tài)測量設(shè)備獲取的目標(biāo)經(jīng)緯儀的方位角，E為待測姿態(tài)測量設(shè)備獲取的目標(biāo)經(jīng)緯儀的俯仰角。