用于确定物体表面间夹角的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及测量技术，特别涉及一种用于确定物体表面间夹角的方法以及实现该方法的嵌入式系统。按照本发明专利技术一个实施例的用于确定物体表面间夹角的方法包含下列步骤：将两个加速度计分别与两个表面相固定；获得两个加速度计测得的加速度，其中，在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得两个加速度计测得的加速度；以及根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角。

【技术实现步骤摘要】
用于确定物体表面间夹角的方法和装置
本专利技术涉及测量技术，特别涉及一种用于确定物体表面间夹角的方法以及实现该方法的测量装置系统。
技术介绍
角度测量是几何量计量技术的重要分支，各种测量手段的综合应用使得测量准确度达到了较高的水平。测角技术中研究最早的是机械式和电磁式测角技术，如多齿分度台和圆磁栅等，这些方法的主要缺点是不容易实现自动化，测量精度受到限制。光学测角方法由于具有非接触、高准确度和高灵敏度的特点而备受业界青睐，尤其是稳定的激光光源的发展使工业现场测量成为可能，因此光学测角法的应用愈来愈广泛，各种新的方法应运而生。目前，光学测角方法除众所周知的光学分度法和多面棱体法以外，常用的还有光电编码器法、衍射法、自准直法、光纤法、声光调制法、圆光栅法、光学内反射法、激光干涉法等。这些方法在小角度的精密测量中已经得到成功的应用。两个平面的法向量的夹角被称为两平面之间的夹角。在一些应用场合，为了形成满足设计要求的光路，需要使光学元件表面之间呈特定的夹角。又如，在飞行器姿态控制之类的应用中，可能需要动态调整翼面的角度。上述应用都离不开对物体表面间夹角的精确测量。然而目前的角度测量技术并不一定能完全满足表面间夹角的测量需要，这是因为在有些场合下，光束可能会受到阻挡，使得基于光学原理的测量技术无法应用。由此可见，迫切需要能够克服上述缺陷的用于测量平面之间夹角的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于确定物体表面间夹角的方法，其具有适应性强和容易实现等优点。按照本专利技术一个实施例的用于确定物体表面间夹角的方法包含下列步骤：将两个加速度计分别与两个表面相固定；获得两个加速度计测得的加速度，其中，在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得两个加速度计测得的加速度；以及根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角。优选地，在上述方法中，所述加速度计为三轴加速度传感器。优选地，在上述方法中，所述两个加速度计的取向设置为使每个加速度计的其中一个坐标轴平行于所述两个表面的交界线，当两个表面重合时，其余两个坐标轴与另一个加速度计的相应坐标轴平行。优选地，在上述方法中，所述两个加速度计的取向被设置为使得其测得的加速度的夹角对应于两个表面之间的夹角。优选地，在上述方法中，确定两个表面之间的夹角的步骤包括下列步骤：对两个加速度计测得的加速度施行内积运算和外积运算；计算外积运算的结果值与内积运算的结果值的比值；以及根据外积运算的结果值和内积运算的结果值的符号，由所述比值确定两个表面之间的夹角。本专利技术的还有一个目的是提供一种用于确定物体表面间夹角的测量装置，其具有适应性强和容易实现等优点。按照本专利技术一个实施例的测量装置包括：两个加速度计，其分别与两个表面相固定；以及与所述加速度计耦合的处理器，其配置为根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角，其中，所述加速度是在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得的。优选地，在上述测量装置中，所述测量装置为嵌入式系统，所述加速度计为三轴加速度传感器。附图说明本专利技术的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，附图包括：图1为按照本专利技术一个实施例的嵌入式系统的示意图。图2为按照本专利技术另一个实施例的用于确定物体表面间夹角的方法的流程图。图3为两个物体表面呈一定夹角相交时的示意图。图4为应用于图2所示实施例的物体表面间夹角计算例程的流程图。具体实施方式下面参照其中图示了本专利技术示意性实施例的附图更为全面地说明本专利技术。但本专利技术可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，从而使对本专利技术保护范围的理解更为全面和准确。诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本专利技术的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。按照本专利技术的实施例，在与两个平面相关联的位置(例如物体表面上、物体内部或自物体表面延伸的位置)上固定两个加速度计，并且根据利用这些加速度计测得的加速度来计算两个平面之间的夹角。与基于光学原理的测量方法相比，本专利技术的上述方式不受光束被遮挡的应用限制。以下借助附图具体描述本专利技术的实施例。图1为按照本专利技术一个实施例的测量装置的示意图。图1所示的测量装置10包括第一加速度计110、第二加速度计120和处理器130。这种测量装置例如可以是嵌入式系统。需要指出的是，测量装置10可能还包括其它单元，但是本领域内技术人员从下面的描述中将会认识到，上面提及的单元足以提供确定物体表面之间的夹角的功能，因此为避免赘述，本实施例未对其它单元作出描述。第一加速度计110和第二加速度计120分别固定到与两个表面相关联的位置(例如固定在两个表面上)，使得两个加速度计测得的加速度的夹角对应于这两个表面之间的夹角。优选地，第一和第二加速度计采用三轴加速度传感器实现。处理器130与第一和第二加速度计110、120耦合，其配置为根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角，具体的确定方式将在下面作进一步的描述。图2为按照本专利技术另一个实施例的用于确定物体表面间夹角的方法的流程图。示例性地，利用图1所示的测量装置10来实现图2所示的实施例。但是对于本领域内技术人员来说可理解的是，本实施例所示的方法并不局限于具有特定结构的实体装置。如图2所示，在步骤S210中，将第一加速度计110和第二加速度计120分别固定到与两个表面相关联的位置(例如固定在两个表面上)。优选地，固定位置使得两个加速度计测得的加速度的夹角对应于两个表面之间的夹角。在本实施例中，假设物体表面在三维空间内运动，因此第一和第二加速度计110、120采用三轴加速度传感器实现。为了简化后面计算平面之间夹角的过程，可以按照如下方式设置加速度计的取向：(1)每个加速度计的其中一个坐标轴平行于两个表面的交界线；(2)当两个表面重合时，每个加速度计的其余两个坐标轴与另一个加速度计的相应坐标轴平行。图3为两个物体表面呈一定夹角相交时的示意图。如图3所示，平面α和β相交于边界线AB，CD为平面内α内、垂直于边界线AB的单位向量，ED为平面β内、垂直于边界线AB的单位向量，∠CDE即为平面α和与平面β之间的夹角。以图3所示的情形为例，对于第一加速度计110和第二加速度计120的每一个，其中一个坐标轴(例如假设为y轴)平行于交界线AB，并且当平面α和β重合时，其余两个坐标轴(例如假设为x轴和z轴)则与另一个加速度计的相应坐标轴平行。随后进入步骤S220，处理器130获得第一加速度计110和第二加速度计120测得的加速度。如上所述，在本实施例中，加速度计为三轴加速度计，因此测量值是一个三维矢量。假设第一加速度计的测量值为{A1x,A1y,A1z}，第二加速度计的测量值为{A2x,A2y,A2z}，其中A1x、A1y、A1z分别表示第一加速度计在x、y和z轴方向上测得的加速度值，A2x、A2y、A2z分别表示第二加速度计在x本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定物体表面间夹角的方法，其特征在于，包含下列步骤：将两个加速度计分别与两个表面相固定；获得两个加速度计测得的加速度，其中，在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得两个加速度计测得的加速度；以及根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角。

【技术特征摘要】
1.一种用于确定物体表面间夹角的方法，其特征在于，包含下列步骤：将两个加速度计分别与两个表面相固定；获得两个加速度计测得的加速度，其中，在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得两个加速度计测得的加速度；以及根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述加速度计为三轴加速度传感器。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述两个加速度计的取向设置为使每个加速度计的其中一个坐标轴平行于所述两个表面的交界线，当两个表面重合时，其余两个坐标轴与另一个加速度计的相应坐标轴平行。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述两个加速度计的取向被设置为使得其测得的加速度的夹角对应于两个表面之间的夹角。5.如权利要求3所述的方法，其中，确定两个表面之间的夹角的步骤包括下列步骤：对两个加速度计测得的加速度施行内积运算和外积运算；计算外积运算的结果值与内积运算的结果值的比值；以及根据外积运算的结果值和内积运算的结果值的符号，由所述比值确定两个表面之间的夹角。6.一种测量装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙杰，周宏继，
申请(专利权)人：博世中国投资有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31