三维姿态角高精度测量装置

发布时间：2017-11-17 07:19

  本文关键词：三维姿态角高精度测量装置

  更多相关文章： 三维姿态角测量 角度测量装置 二维自准直仪 滚转角 俯仰角 偏摆角 标定

【摘要】：基于二维自准直仪和坐标系旋转变换矩阵,提出一种高精度、高稳定性三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)测量方法,并设计了一种三维测角装置。介绍了该装置的工作原理和结构组成。建立了三维测角模型,根据自准直测角原理和坐标旋转矩阵推导了理论算法。基于测量要求设计了光学系统,采用现场可编程门阵列(FPGA)单芯片实现了实时双CMOS图像传感器的驱动成像、像点识别与细分定位、三维转角计算及与USB的快速通信。提出了三维测角装置的标定方法,保证了实际设备参数与理论设计数据的统一。最后对提出的滚转角测量算法进行了实验验证,并分析了影响测角精度的因素及其影响程度。标定和试验结果表明:在±20′的视场范围内,三维测角装置的偏摆角、俯仰角和滚转角的测量精度分别达到了2.2″,2.5″和8.7″。该结果验证了设计的装置结构简单、稳定可靠、精度高,且易工程实现三维姿态角的测量。
【作者单位】： 中国科学院西安光学精密机械研究所;中国科学院大学;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.11404387) 中国科学院“西部之光”计划资助项目(No.Y329451213)
【分类号】：TH712
【正文快照】： 2.中国科学院大学,北京100049)1引言在精密制造业、航空、航天和武器装备等领域,设备间的相对三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)是影响加工精度或系统传递性能的关键参数,需要对它们进行高精度测量。对于俯仰角和偏摆角,可以采用常规光电测量方法获取;而滚转角的高精度测量

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本文编号：1195237