便携式轴线二维偏角的测量装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了便携式轴线偏角测量装置，本发明专利技术装置包括光学系统、光源结构、图像传感器、嵌入式处理电路和惯导组件，光学系统固定在惯导组件上，光学系统侧面的中间位置与光源结构固定连接，光学系统的后端与图像传感器和嵌入式处理电路固定连接；光源结构发出光束后从光学系统前方射出，光束投射到与被测量轴线垂直的平面镜上，反射回来的光束再次经过光学系统在图像传感器上成像，图像传感器将探测的灰度数据和惯导组件的角度数据发送到嵌入式处理电路上进行数据处理，得到被测轴线的二维偏角信息。本发明专利技术能够实现动态实时测量，解决了其它设备无法进行动态测量和测量精度较低的问题。本发明专利技术结构简单、可以进行批量化生产。可以进行批量化生产。可以进行批量化生产。

【技术实现步骤摘要】
便携式轴线二维偏角的测量装置及其方法


[0001]本专利技术涉及光电测量
，特别涉及便携式轴线二维偏角的测量装置及其方法。

技术介绍

[0002]关于二维轴线偏角测量主要有以下方法：1)基于经纬仪的角度传递测量方法：采用多台经纬仪，分别瞄准待测量轴线，通过经纬仪间交互，完成角度传递测量，其测量精度由光学经纬仪精度决定。2)基于惯导设备的测量方法：在某些特殊领域，需要对特定轴线指向实时测量，常常采用精密惯导进行轴线方向的实时测量。3)基于摄影测量方法：这种方法首先对被测点进行贴标记点，通过摄影对各个标记点成像，计算出各个标记点空间位置坐标后，结合焦距等参数计算出轴线偏角。
[0003]以上这些方法在具体的测量环境中，往往会遇到一些常见的问题，比如：
[0004]1)无法进行动态实时测量；
[0005]例如采用经纬仪角度传递方法，其优点是测量精度较高，但需要人工瞄准测量，即使采用伺服跟踪的方式，仍然不能进行实时动态测量。采用惯导设备测量方法，虽然可以针对特定轴线进行测量，但必须固连在备测轴上，无法动态更换测量对象进行实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.便携式轴线偏角测量装置，其特征在于：包括光学系统、光源结构、图像传感器、嵌入式处理电路和惯导组件，所述光学系统固定在惯导组件上，所述光学系统侧面的中间位置与所述光源结构固定连接，所述光学系统的后端与所述图像传感器和嵌入式处理电路固定连接；所述光源结构发出光束后从所述光学系统前方射出，所述光束投射到与被测量轴线垂直的平面镜上，反射回来的光束再次经过所述光学系统在所述图像传感器上成像，所述图像传感器将探测的灰度数据和所述惯导组件的角度数据发送到所述嵌入式处理电路上进行数据处理，得到被测轴线的二维偏角信息。2.根据权利要求1所述的便携式轴线偏角测量装置，其特征在于：所述二维偏角信息包括方位角α
B
和俯仰角β
B
，设定O
‑
XYZ为地理坐标系，水平面为所述地理坐标系的O
‑
XY平面，北方方向为所述地理坐标系的Y轴；所述方位角α
B
为所述平面镜法线到水平面的投影与北方方向的夹角，所述俯仰角β
B
为所述平面镜法线与水平面的夹角；其中：所述方位角α
B
的计算公式如下：所述俯仰角β
B
的计算公式如下：其中，x
p
和z
p
为所述平面镜法线到所述图像传感器像面的成像点P(x
p
，z
p
)的坐标，f为光学镜头焦距，α
A
、β
A
和γ
A
分别为所述惯导组件自身实时输出与地理坐标系之间的方位角、俯仰角和横滚角。3.根据权利要求1所述的便携式轴线偏角测量装置，其特征在于：所述光源结构包括半导体激光二极管和孔径光阑，所述半导体激光二极管发出光束，经过所述孔径光阑后形成激光点光源。4.根据权利要求2所述的便携式轴线偏角测量装置，其特征在于：所述光学镜头包括前成像物镜组、分光棱镜组和后成像物镜组。5.利用如权利要求1
‑
4任一项所述的便携式轴线偏角测量装置的轴线偏角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立测量系统坐标系：O
‑
XY为大地水平面，O
‑
XYZ为地理坐标系，Y轴为所述地理坐标系的北方方向；O
‑
X
A
Y
A
Z
A
为惯导组件坐标系；O
‑
X
C

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绍锦，王志乾，李建荣，刘玉生，沈铖武，刘畅，韩岩，马文家，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：