CN102829765A - 基准模式下不稳定平台晃动量测量方法 - Google Patents

基准模式下不稳定平台晃动量测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102829765A
CN102829765A CN2012102848590A CN201210284859A CN102829765A CN 102829765 A CN102829765 A CN 102829765A CN 2012102848590 A CN2012102848590 A CN 2012102848590A CN 201210284859 A CN201210284859 A CN 201210284859A CN 102829765 A CN102829765 A CN 102829765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooperation
platform
unstable platform
abswolute level
coordinate system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102848590A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102829765B (zh
Inventor
张小虎
朱肇昆
尚洋
于起峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National University of Defense Technology
Original Assignee
National University of Defense Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National University of Defense Technology filed Critical National University of Defense Technology
Priority to CN201210284859.0A priority Critical patent/CN102829765B/zh
Publication of CN102829765A publication Critical patent/CN102829765A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102829765B publication Critical patent/CN102829765B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明给出了一种实时、高精度测量平台相对绝对水平基准晃动量的方法：通过固定在惯性空间的高分辨率像机同时对绝对水平基准和不稳定平台上的合作标志成像，通过位姿估计算法得到不稳定平台合作标志坐标系相对绝对水平基准的姿态关系，由于合作标志和不稳定平台之间存在一固连关系，不稳定平台相对绝对水平基准的姿态参数也可由此确定。

Description

基准模式下不稳定平台晃动量测量方法
技术领域
本发明主要利用摄像测量技术实时、高精度确定不稳定平台姿态绝对晃动量。
背景技术
国内靶场大都采用精度较高的固定塔台式的光电经纬仪，但由于其作用范围固定，随着现代武器装备机动性要求越来越高，固定塔台式光电经纬仪的应用受到了很大的限制，而车载移动式将经纬仪直接安装在车载平台上，经纬仪可直接在车载平台上工作，可以满足不同地点，不同时间实时对目标进行跟踪测量的要求，机动性强，弥补了固定塔台式经纬仪的缺点，适应了部队的快速反应能力。但经纬仪直接在车载平台准动基准下工作，由于没有固定的基准，加上载车平台可能停在各种路况的地面上，在工作尤其是在高速跟踪测量状态下，基准平台很容易发生晃动，因此高精度的确定不稳定平台的静态基准成为问题关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是利用摄像测量技术高精度确定不稳定平台姿态绝对晃动量。
本发明的技术方案是通过固定在惯性空间的高分辨率像机同时对绝对水平基准和不稳定平台上的合作标志成像，通过位姿估计算法得到不稳定平台合作标志坐标系相对绝对水平基准的姿态关系，由于合作标志和不稳定平台之间存在一固连关系，不稳定平台相对绝对水平基准的姿态参数也可由此确定。
本发明提出的确定位姿方法按以下步骤进行:
a初始时刻高精度标定像机内参。
b调平平面靶板和不稳定平台。
c利用位姿估计算法解算绝对水平状态下平台合作标志相对绝对水平基准的姿态参数。
d通过对比当前时刻和初始状态合作标志相对绝对水平基准的姿态变化量确定合作标志坐标系的旋转角度。
e利用合作标志和不稳定平台之间的转换关系解算不稳定平台转动的高低角和方位角。
采用本发明可以达到以下技术效果：
1．本发明通过摄像测量技术实时、高精度确定不稳定平台姿态晃动量，角度精度可达10角秒。
2. 本发明解决了利用摄像测量方法高精度确定绝对水平基准的工程难题；
3. 与其它方法相比较，本发明可以实现在简化配置下对不稳定平台姿态晃动量的误差补偿修正。
附图说明
图1是本发明像机及不稳定平台安装示意图。
具体实施方式
基本思路如图1所示，在地面上固定两个高分辨率像机和绝对水平基准，合作标志与不稳定平台固连在一起，像机实时对不稳定平台和绝对水平基准成像，通过对比当前时刻和初始状态的相对姿态变化解算当前不稳定平台的绝对姿态变化量。
取平台合作标志任意三点建立局部坐标系Os-XsYsZs，为了简化计算过程，将像机坐标系直接标定在绝对水平基准上，通过双目线线交会测量出合作标志点在绝对水平基准坐标系中的三维坐标，则局部坐标系中的一点pi和像机坐标系对应点Pi存在如下转换关系：
P i = R sc p i + T sc
当i≥3即不稳定平台上至少存在三个合作标志点且坐标在局部坐标系中已知的情况下，通过位姿估计算法可以解算合作标志局部坐标系和绝对水平基准坐标系的相对姿态关系。
因此在初始状态下调平不稳定平台和绝对水平基准，得到合作标志局部坐标系X、Y轴与其在水平面上投影的夹角αo,βo；根据ti时刻像机与合作标志像点关系同理可解得在当前状态下的夹角αi,βi，则当前时刻与初始状态的夹角之差即为不稳定平台在沿局部坐标系X、Y轴方向的姿态变化量：
Δα i = α i - α o Δβ i = β i - β o . 。

Claims (2)

1.基准模式下不稳定平台绝对晃动量测量方法，其特征在于，
通过固定在惯性空间的高分辨率像机，同时对绝对水平基准和不稳定平台上的合作标志成像，通过位姿估计算法得到不稳定平台合作标志坐标系相对绝对水平基准的姿态关系，合作标志和不稳定平台之间存在一固连关系，不稳定平台相对绝对水平基准的姿态参数由此确定，具体步骤如下：
a初始时刻高精度标定像机内参；
b调平平面靶板和不稳定平台；
c利用位姿估计算法解算绝对水平状态下平台合作标志相对绝对水平基准的姿态参数；
d通过对比当前时刻和初始状态合作标志相对绝对水平基准的姿态变化量确定合作标志坐标系的旋转角度；
e利用合作标志和不稳定平台之间的转换关系解算不稳定平台转动的高低角和方位角。
2.根据权利要求1所述的基准模式下不稳定平台晃动量测量方法，其特征在于，通过位姿估计算法得到不稳定平台合作标志坐标系相对绝对水平基准的姿态关系，具体计算过程如下：
取平台合作标志任意三点建立局部坐标系                                                
Figure 2012102848590100001DEST_PATH_IMAGE001
，将像机坐标系直接标定在绝对水平基准上，通过双目线线交会测量出合作标志点在绝对水平基准坐标系中的三维坐标，则局部坐标系中的一点和像机坐标系对应点
Figure 2012102848590100001DEST_PATH_IMAGE003
存在如下转换关系：
Figure 945684DEST_PATH_IMAGE004
当即不稳定平台上至少存在三个合作标志点且坐标在局部坐标系中已知的情况下，通过位姿估计算法解算合作标志局部坐标系和绝对水平基准坐标系的相对姿态关系；
在初始状态下调平不稳定平台和绝对水平基准，得到合作标志局部坐标系轴与其在水平面上投影的夹角；根据时刻像机与合作标志像点关系同理解得在当前状态下的夹角
Figure 2012102848590100001DEST_PATH_IMAGE009
，则当前时刻与初始状态的夹角之差即为不稳定平台在沿局部坐标系
Figure 541510DEST_PATH_IMAGE006
轴方向的姿态变化量：
Figure 995493DEST_PATH_IMAGE010
。
CN201210284859.0A 2012-08-10 2012-08-10 基准模式下不稳定平台晃动量测量方法 Active CN102829765B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210284859.0A CN102829765B (zh) 2012-08-10 2012-08-10 基准模式下不稳定平台晃动量测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210284859.0A CN102829765B (zh) 2012-08-10 2012-08-10 基准模式下不稳定平台晃动量测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102829765A true CN102829765A (zh) 2012-12-19
CN102829765B CN102829765B (zh) 2014-08-06

Family

ID=47332985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210284859.0A Active CN102829765B (zh) 2012-08-10 2012-08-10 基准模式下不稳定平台晃动量测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102829765B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105115478A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 中国人民解放军国防科学技术大学 机动经纬仪基座平台晃动测量与修正方法
CN111121825A (zh) * 2020-01-08 2020-05-08 武汉大学 一种行人惯性导航系统中初始导航状态的确定方法及装置
CN112822632A (zh) * 2021-02-06 2021-05-18 湖南科天健光电技术有限公司 动态姿态位置补偿方法、系统、电子设备及介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10281765A (ja) * 1997-04-09 1998-10-23 Hokkaido Kaihatsu Consultant Kk 写真測量方法及びその装置
JP4295892B2 (ja) * 2000-03-30 2009-07-15 株式会社Ｉｈｉ 地形調査ユニット
CN101539397A (zh) * 2009-04-17 2009-09-23 中国人民解放军国防科学技术大学 物体三维姿态的精密光学测量方法
CN101900552A (zh) * 2010-06-21 2010-12-01 中国人民解放军国防科学技术大学 经纬像机摄像测量方法及系统
CN102023082A (zh) * 2010-09-29 2011-04-20 中国科学院上海光学精密机械研究所 二维指向镜动态性能检测装置及检测方法
CN102589437A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 天津大学 光笔式便携三坐标测量系统中测头中心位置的标定方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10281765A (ja) * 1997-04-09 1998-10-23 Hokkaido Kaihatsu Consultant Kk 写真測量方法及びその装置
JP4295892B2 (ja) * 2000-03-30 2009-07-15 株式会社Ｉｈｉ 地形調査ユニット
CN101539397A (zh) * 2009-04-17 2009-09-23 中国人民解放军国防科学技术大学 物体三维姿态的精密光学测量方法
CN101900552A (zh) * 2010-06-21 2010-12-01 中国人民解放军国防科学技术大学 经纬像机摄像测量方法及系统
CN102023082A (zh) * 2010-09-29 2011-04-20 中国科学院上海光学精密机械研究所 二维指向镜动态性能检测装置及检测方法
CN102589437A (zh) * 2012-03-09 2012-07-18 天津大学 光笔式便携三坐标测量系统中测头中心位置的标定方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105115478A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 中国人民解放军国防科学技术大学 机动经纬仪基座平台晃动测量与修正方法
CN111121825A (zh) * 2020-01-08 2020-05-08 武汉大学 一种行人惯性导航系统中初始导航状态的确定方法及装置
CN111121825B (zh) * 2020-01-08 2022-02-08 武汉大学 一种行人惯性导航系统中初始导航状态的确定方法及装置
CN112822632A (zh) * 2021-02-06 2021-05-18 湖南科天健光电技术有限公司 动态姿态位置补偿方法、系统、电子设备及介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN102829765B (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110033480B (zh) 基于航摄测量的机载光电系统目标运动矢量估计方法
US6208937B1 (en) Method and apparatus for generating navigation data
CN108594283B (zh) Gnss/mems惯性组合导航系统的自由安装方法
US20170074678A1 (en) Positioning and orientation data analysis system and method thereof
CN110926468B (zh) 基于传递对准的动中通天线多平台航姿确定方法
US20150234055A1 (en) Aerial and close-range photogrammetry
CN110411457B (zh) 基于行程感知与视觉融合的定位方法、系统、终端和存储介质
CN103822631B (zh) 一种面向旋翼的卫星和光流场视觉结合的定位方法与装置
CN103712622B (zh) 基于惯性测量单元旋转的陀螺漂移估计补偿方法及装置
CN111637888B (zh) 基于惯导和激光雷达单点测距的掘进机定位方法及系统
CN103411587B (zh) 定位定姿方法及系统
CN105973268B (zh) 一种基于共基座安装的传递对准精度定量评估方法
CN106705962B (zh) 一种获取导航数据的方法及系统
CN104237922A (zh) 一种gnss/imu一体化无人机测绘的方法和系统
CN112596089B (zh) 融合定位方法、装置、电子设备及存储介质
CN113670334B (zh) 一种飞行汽车的初始对准方法和装置
Li et al. MER Spirit rover localization: Comparison of ground image–and orbital image–based methods and science applications
CN111221020A (zh) 一种室内外定位方法、装置及系统
CN102829765B (zh) 基准模式下不稳定平台晃动量测量方法
CN109470274B (zh) 一种车载光电经纬仪载车平台变形测量系统及方法
CN102829764B (zh) 随动模式下不稳定平台绝对晃动量测量方法
CN202676915U (zh) 一种全球导航卫星系统接收机
CN104535078A (zh) 一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法
CN109470275B (zh) 一种机动布站的光电经纬仪高精度自主定向方法
CN112798014A (zh) 一种基于重力场球谐模型补偿垂线偏差的惯导自对准方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant