CN106813683B - 一种双向机载角度校正装置及校正方法 - Google Patents
一种双向机载角度校正装置及校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106813683B CN106813683B CN201710014773.9A CN201710014773A CN106813683B CN 106813683 B CN106813683 B CN 106813683B CN 201710014773 A CN201710014773 A CN 201710014773A CN 106813683 B CN106813683 B CN 106813683B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- measuring
- distance
- calibrator
- sensor
- distance measuring
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
Abstract
一种双向机载角度校正装置及校正方法，包括第一、第二测量装置和标定器，其中第一、第二测量装置分别包括外壳、底座、第一距离测量单元、第二距离测量单元，外壳的外壁上设置有测距传感器，测距传感器的设置位置在水平方向与标定器的下沿齐平；标定器具有刻度，并且其在刻度范围内设置具有对测距传感器发射的信号进行感应，实时的记录感应位置的感应器；标定器的下端设置有用于测量标定器到地面的垂直距离的标定传感器，能够提高测量精度，精确测量倾斜角度变化趋势后进行飞行设备的角度校正，从而提高监测效率，提高监测精度。
Description
技术领域
本发明涉及测量领域，具体涉及一种双向机载角度校正装置及校正方法。
背景技术
今年，随着社会经济和科学技术的发展，在军事和民用领域，航空技术受到了广泛的关注。未来航空技术也是重要的发展趋势。随着航空技术的发展，越来的越多的科技设备都可以装载于飞行设备中，例如监测传感设备、通讯设备、定位设备、拍摄设备等，都广泛的应用于航空技术领域中。
其中，通过在飞行设备中装载的设备，可以实现对地面的图像的监控、空中高度的测量等，而且不同的高空高度具有不同的监测环境，而且非预期的测量角度(例如倾斜)会使得测量数据失真，例如拍摄照片的错位等，那么精确的在某一高度进行测量变的尤为重要。然而，目前飞行设备在对地面进行监测时，由于受到外界环境的影响(例如风、气压、高度等)，往往无法在期望的角度，利用例如照相机等设备进行准确的拍摄。虽然现有技术中已经存在陀螺仪等测量设备来进行角度测量，从而实现角度校正的设备，但是依然无法满足高精度的测量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够提高测量精度，精确测量倾斜角度变化趋势后进行飞行设备的角度校正，从而提高监测效率，提高监测精度的双向机载角度校正装置及校正方法。
本发明提供了一种双向机载角度校正装置，包括第一、第二测量装置和标定器，第一、第二测量装置分别通过连杆设置于支架上，标定器通过柔性连接线设置于支架上；
其中第一、第二测量装置都包括外壳、底座、第一距离测量单元和第二距离测量单元，底座的上端与外壳的下端固定连接，第一距离测量单元和第二距离测量单元分别设置于底座的下端；第二距离测量单元的信号发射方向垂直向下，并且与第一距离测量单元的信号发射方向的夹角为5°，第一、二距离测量单元的信号发射方向在同一平面，并且第一、第二测量装置的第一距离测量单元分别位于各自的第二距离测量单元的不同侧；
第一、第二测量装置的外壳的外壁上分别设置有测距传感器，测距传感器的设置位置在水平方向与标定器的下沿齐平；
标定器具有刻度，并且其在刻度范围内设置具有对测距传感器发射的信号进行感应，并且实时的记录感应位置的感应器；标定器的下端设置有用于测量标定器到地面的垂直距离的标定传感器。
其中，外壳的内腔容纳电子器件。
其中，标定传感器为高度测量传感器。
其中，双向机载角度校正装置设置于搭载平台上。
本发明还提供一种利用双向机载角度校正装置的校正方法，依次包括如下步骤：
(1)进行初始化校准：利用测距传感器发射测距信号至标定器，标定器实时感应测距传感器发射测距信号的感应位置，调整测距传感器发射测距信号的发射角度使得发射信号对准标定器的0点；
(2)通过标定器测量标定器到地面的垂直距离，用测量得到的标定器到地面的垂直距离减去测距传感器的信号水平发射方向到第二距离测量单元的发射测量起点之间的距离，得到第一距离；
(3)利用第一距离和第一距离测量单元的信号发射方向关系，分别计算得到第一、第二测量装置的第一测量单元发射方向上到地面的第二距离；
(4)利用第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元分别测量对应方向上的第一、二测量距离，将第一、二测量距离分别和第一、二距离分别对比，如果两者相同则进入步骤(5)，否则则调整搭载平台的倾斜角后，重复步骤(1)-(3)；
(5)通过测距传感器测量到标定器的0点的标定距离；
(6)分别利用第一、二距离测量单元和测距传感器实时测量，根据测量结果实时调整搭载平台的倾斜角度。
其中，步骤(6)中根据测量结果实时调整搭载平台的倾斜角度具体为：
A.如果第一测量装置的第一、二距离测量单元和第二测量装置的第二距离测量单元、测距传感器的测量路径增大，且第一测量装置的测距传感器和第二测量装置的第一距离测量单元的测量路径减小，则搭载平台的倾斜角度向第二测量装置的第一距离测量单元的一侧调整；
B.如果第一测量装置的第二距离测量单元、测距传感器和第二测量装置的第一、二距离测量单元的测量路径增大，且第一测量装置的第一距离测量单元和第二测量装置的测距传感器的测量路径减小，则搭载平台的倾斜角度向第一测量装置的第一距离测量单元的一侧调整；
C.如果第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元和测距传感器的测量路径不变，则搭载平台的倾斜角度不调整。
其中，搭载平台的倾斜角度的调整方式为增大或减小对应侧的动力功率。
其中，还包括步骤(7)：利用步骤(2)得到的第一距离和步骤(6)中第一距离测量单元实时测量的距离，通过三角函数得到倾斜角度。
其中，还包括步骤(8)：利用预存的校准的测距传感器发射测距信号的路径长度对应的刻度与倾斜角度的关系，通过感应器实时感应的刻度位置得到倾斜角度。
本发明的双向机载角度校正装置及校正方法，可以实现：
1)实时获取倾斜角度，动态调整倾斜角度；
2)在现有角度测量后校正的基础上，对倾斜角度进行进一步的精细测量，能够提高测量精度，监测效率。
附图说明
图1为双向机载角度校正装置结构示意图
图2为标定器的结构示意图
图3为角度校正原理示意图
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种双向机载角度校正装置及校正方法，如图1所示，双向机载角度校正装置1包括第一、第二测量装置和标定器7，第一、二测量装置分别通过连杆设置于支架上，标定器7通过柔性连接线设置于支架上；其中第一、第二测量装置都包括外壳2、底座3、第一距离测量单元4、第二距离测量单元5，底座3的上端与外壳2的下端固定连接，外壳2的内腔可容纳电子器件，例如处理电路等；第一距离测量单元4、第二距离测量单元5分别设置于底座3的下端；第二距离测量单元5的信号发射方向垂直向下，并且与第一距离测量单元4的信号发射方向的夹角为5°，第一、二距离测量单元的信号发射方向在同一平面，并且第一、第二测量装置的第一距离测量单元分别位于各自的第二距离测量单元5的不同侧；
第一、第二测量装置的外壳2的外壁上分别设置有测距传感器6，测距传感器6的设置位置在水平方向上与标定器7的下沿齐平，即标定器7的下沿与测距传感器位于同一高度，这样可以通过标定器7来测量垂直距离，根据测量装置的设计尺寸，通过标定器7测量的垂直距离减去测距传感器6的水平方向到第二距离测量单元的发射测量起点之间的距离，得到在没有发生倾斜时第二距离测量单元测量的垂直距离，通过计算同时得到第一距离测量单元到地面的距离。
因为标定器7受到重力的作用，而柔性连接线并不会限制标定器7的移动，因此，当飞行装置倾斜的时候，标定器7依然会受到重力的作用，自身不会发生相对的倾斜，那么可以利用标定器7进行标定。如图2所示，标定器7具有刻度，中间为0，向上为正，向下为负，并且其在刻度范围内具有感应器，从而可以对测距传感器6发射的信号进行感应，实时的记录感应位置。
图3为角度校正原理示意图，首先，通过标定器7进行初始化校准，第一、第二测量装置的测距传感器6分别发射测距信号，并且发射信号对准标定器7的0点，在进行校正的过程中，如果没有发生倾斜，则第二距离测量单元5的信号发射方向垂直向下，并且第一距离测量单元4和第二距离测量单元5的信号发射方向与其夹角为5°。当发生在某一方向的倾斜时，标定器7受到重力的作用依然垂直向下，测距传感器6的发射信号路径e、f、第一、二距离测量单元的发射信号路径a，b都会发生偏移，图3为第一测量装置的变化情况(第二装置原理类似)，当飞行装置朝右侧倾斜的时候，测距传感器6的发射信号路径e变短，发射信号对准标定器7的负刻度，第一、二距离测量单元的发射信号路径a，b同时变大为a’，b’,那么通过判断各个路径就可以得到倾斜角度的情况，从而对飞行器进行角度的调整。
本发明还提供了一种利用双向机载角度校正装置的校正方法，依次包括如下步骤：
(1)进行初始化校准：利用第一、第二测量装置的测距传感器分别发射测距信号至标定器，标定器实时感应测距传感器发射测距信号的感应位置，调整测距传感器发射测距信号的发射角度使得发射信号对准标定器的0点；
(2)通过标定器测量标定器到地面的垂直距离，用测量得到的标定器到地面的垂直距离减去测距传感器的信号水平发射方向到第二距离测量单元的发射测量起点之间的距离，得到第一距离；
(3)利用第一距离和第一距离测量单元的信号发射方向关系(5°的夹角)，分别计算得到第一、第二测量装置的第一测量单元发射方向上到地面的第二距离；
(4)利用第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元分别测量对应方向上的第一、二测量距离，将第一、二测量距离分别和第一、二距离分别对比，如果两者相同则进入步骤(5)，否则则调整搭载平台的倾斜角后，重复步骤(1)-(3)；
(5)通过测距传感器测量到标定器的0点的标定距离；
(6)分别利用第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元和测距传感器实时测量，根据测量结果实时调整搭载平台的倾斜角度。
其中，步骤(6)中根据测量结果实时调整搭载平台的倾斜角度具体为：
A.如果第一测量装置的第一、二距离测量单元和第二测量装置的第二距离测量单元、测距传感器的测量路径增大，且第一测量装置的测距传感器和第二测量装置的第一距离测量单元的测量路径减小，则搭载平台的倾斜角度向第二测量装置的第一距离测量单元的一侧调整；
B.如果第一测量装置的第二距离测量单元、测距传感器和第二测量装置的第一、二距离测量单元的测量路径增大，且第一测量装置的第一距离测量单元和第二测量装置的测距传感器的测量路径减小，则搭载平台的倾斜角度向第一测量装置的第一距离测量单元的一侧调整；
C.如果第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元和测距传感器的测量路径不变，则搭载平台的倾斜角度不调整。
其中，搭载平台的倾斜角度的调整方式为增大或减小对应侧的动力功率。
本发明中的参数部分可以通过直接设置、测量的方式获取，其他参数可以通过计算或其他本领域公知的方式获得，另外本发明是在在不明显倾斜的情况下进行的精确微调整，对于一些倾斜较大，或者极端的情况下不适用的技术方案都应当排除，本发明是在合理的预期下完成，任何不适用的参数、公式、方案也都应排除。
尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。
Claims (4)
1.一种利用双向机载角度校正装置的校正方法，其特征在于，其中双向机载角度校正装置包括第一、第二测量装置和标定器，第一、第二测量装置分别通过连杆设置于支架上，标定器通过柔性连接线设置于支架上；
其中第一、第二测量装置都包括外壳、底座、第一距离测量单元和第二距离测量单元，底座的上端与外壳的下端固定连接，第一距离测量单元和第二距离测量单元分别设置于底座的下端；第二距离测量单元的信号发射方向垂直向下，并且与第一距离测量单元的信号发射方向的夹角为5°，第一、二距离测量单元的信号发射方向在同一平面，并且第一、第二测量装置的第一距离测量单元分别位于各自的第二距离测量单元的不同侧；
第一、第二测量装置的外壳的外壁上分别设置有测距传感器，测距传感器的设置位置在水平方向与标定器的下沿齐平；
标定器具有刻度，并且其在刻度范围内设置具有对测距传感器发射的信号进行感应，并且实时的记录感应位置的感应器；标定器的下端设置有用于测量标定器到地面的垂直距离的标定传感器；双向机载角度校正装置设置在搭载平台上；
所述方法依次包括如下步骤：
(1)进行初始化校准：利用测距传感器发射测距信号至标定器，标定器实时感应测距传感器发射测距信号的感应位置，调整测距传感器发射测距信号的发射角度使得发射信号对准标定器的0点；
(2)通过标定传感器测量标定器到地面的垂直距离，用测量得到的标定器到地面的垂直距离减去测距传感器的信号水平发射方向到第二距离测量单元的发射测量起点之间的距离，得到第二距离；
(3)利用第一距离和第一距离测量单元的信号发射方向关系，分别计算得到第一、第二测量装置的第一测量单元发射方向上到地面的第一距离；
(4)利用第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元分别测量对应方向上的第一、二测量距离，将第一、二测量距离分别和第一、二距离分别对比，如果两者相同则进入步骤(5)，否则则调整搭载平台的倾斜角后，重复步骤(1)-(3)；
(5)通过测距传感器测量到标定器的0点的标定距离；
(6)分别利用第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元和测距传感器实时测量，根据测量结果实时调整搭载平台的倾斜角度；
其中，步骤(6)中根据测量结果实时调整搭载平台的倾斜角度具体为：
A.如果第一测量装置的第一、二距离测量单元和第二测量装置的第二距离测量单元、测距传感器的测量路径增大，且第一测量装置的测距传感器和第二测量装置的第一距离测量单元的测量路径减小，则搭载平台的倾斜角度向第二测量装置的第一距离测量单元的一侧调整；
B.如果第一测量装置的第二距离测量单元、测距传感器和第二测量装置的第一、二距离测量单元的测量路径增大，且第一测量装置的第一距离测量单元和第二测量装置的测距传感器的测量路径减小，则搭载平台的倾斜角度向第一测量装置的第一距离测量单元的一侧调整；
C.如果第一、第二测量装置的第一、二距离测量单元和测距传感器的测量路径不变，则搭载平台的倾斜角度不调整。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：搭载平台的倾斜角度的调整方式为增大或减小对应侧的动力功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：还包括步骤(7)：利用步骤(2)得到的第二距离和步骤(6)中第二距离测量单元实时测量的距离，通过三角函数得到倾斜角度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：还包括步骤(8)：利用预存的校准的测距传感器发射测距信号的路径长度对应的刻度与倾斜角度的关系，通过感应器实时感应的刻度位置得到倾斜角度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710014773.9A CN106813683B (zh) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | 一种双向机载角度校正装置及校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710014773.9A CN106813683B (zh) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | 一种双向机载角度校正装置及校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106813683A CN106813683A (zh) | 2017-06-09 |
| CN106813683B true CN106813683B (zh) | 2020-05-29 |
Family
ID=59110760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710014773.9A Active CN106813683B (zh) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | 一种双向机载角度校正装置及校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106813683B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109520469A (zh) * | 2017-09-18 | 2019-03-26 | 北京凌云智能科技有限公司 | 车辆姿态测量装置及姿态测量方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9111127U1 (zh) * | 1991-09-07 | 1992-01-16 | Lukassen Flughafentechnik Gmbh, 7603 Oppenau, De | |
| CN104670666B (zh) * | 2015-02-27 | 2016-10-05 | 中国民航大学 | 一种飞机着陆姿态警告系统及警告控制方法 |
| CN105091858A (zh) * | 2015-08-02 | 2015-11-25 | 上海砺晟光电技术有限公司 | 基于绝对测距的二维倾角非接触测量方法与系统 |
| CN105717498B (zh) * | 2016-02-04 | 2018-02-16 | 杭州南江机器人股份有限公司 | 激光测距仪俯仰角测量与校正系统及方法 |
| CN106155073A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-23 | 珠海卡特瑞科农林航空装备研究所有限公司 | 一种具有飞行高度锁定功能的无人机 |
-
2017
- 2017-01-09 CN CN201710014773.9A patent/CN106813683B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106813683A (zh) | 2017-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102944183B (zh) | 一种大展弦比柔性机翼测量方法 | |
| CN106770062B (zh) | 一种大气透过率测量及标定方法 | |
| CN106500832B (zh) | 一种基于机器视觉的低频振动校准装置 | |
| CN106646407B (zh) | 雷达标定设备校验方法、装置和系统 | |
| CN108562279A (zh) | 一种无人机测绘方法 | |
| CN110926479B (zh) | 自动生成室内三维导航地图模型的方法和系统 | |
| CN106643640B (zh) | 一种机载角度校正装置及校正方法 | |
| CN106813683B (zh) | 一种双向机载角度校正装置及校正方法 | |
| CN105627916B (zh) | 一种建立跟踪仪地理坐标系及六自由度测量的方法 | |
| CN106813684B (zh) | 一种三向机载角度校正装置及校正方法 | |
| CN106813682B (zh) | 一种四向机载角度校正装置及校正方法 | |
| CN107085434B (zh) | 一种基于双向角度校正的无人机及校正控制方法 | |
| CN210862666U (zh) | 一种固定翼无人机免像控点三维建模与测图的装置 | |
| CN107193284B (zh) | 一种基于角度校正的无人机及校正的控制方法 | |
| CN107272715B (zh) | 一种基于四向角度校正的无人机及校正控制方法 | |
| CN107436606B (zh) | 一种基于三向角度校正的无人机及校正控制方法 | |
| CN113124821B (zh) | 一种基于曲面镜和平面镜的结构测量方法 | |
| CN109443211A (zh) | 一种空间三维位置测量装置 | |
| CN105091851B (zh) | 一种测量高度的方法及装置 | |
| CN111736109A (zh) | 室内定位系统接收器及利用其进行精度评价的方法 | |
| KR100654606B1 (ko) | 항공기 고도보정 방법 | |
| CN110955266A (zh) | 一种火箭起竖车吊点自动对中控制方法 | |
| CN109631833A (zh) | 基于存储校验与惯性传感器融合的差分气压测高方法 | |
| CN111307173B (zh) | 一种基于交变电磁场定位与惯性传感器互相校准的方法 | |
| CN117249808B (zh) | 基于液压测高度的飞行器、飞行高度检测方法、降落方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191218 Address after: Huiying economic and Technological Development Zone Jiaozhou city Shandong province Qingdao 266000 Street No. 2 Applicant after: QINGDAO HANXING INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION MANAGEMENT Co.,Ltd. Address before: Huiying economic and Technological Development Zone Jiaozhou city Shandong province Qingdao 266000 Street No. 2 Applicant before: QINGDAO R & D INSTITUTE, XIAN JIAOTONG University Applicant before: QINGDAO HANXING INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION MANAGEMENT Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200424 Address after: 234200 group 4, Suihe village, jugou Town, Lingbi County, Suzhou City, Anhui Province Applicant after: Suzhou Qingguo Intellectual Property Service Co.,Ltd. Address before: Huiying economic and Technological Development Zone Jiaozhou city Shandong province Qingdao 266000 Street No. 2 Applicant before: QINGDAO HANXING INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION MANAGEMENT Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230721 Address after: 236200 Guanbao Road, Yingshang County Industrial Park, Fuyang City, Anhui Province Patentee after: ANHUI OURUIDA ELECTRICAL APPLIANCE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 234200 group 4, Suihe village, Huigou Town, Lingbi County, Suzhou City, Anhui Province Patentee before: Suzhou Qingguo Intellectual Property Service Co.,Ltd. |