CN108413985B - 一种校靶数据获取系统、方法及运载设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校靶数据获取系统、方法及运载设备，其中，所述校靶数据获取系统在获取所述横滚角度数据、俯仰角度数据以及计算所述偏航角度数据的各项参数时，无需人工调整构建标定坐标系，而且各项参数的获取和计算均依靠设备自动完成，不仅避免了各项参数由于人工判断而引入的误差，而且提高了校靶数据的获取效率，自动化程度高，降低了测量人员所需投入的劳动成本和时间成本。

Description

一种校靶数据获取系统、方法及运载设备

技术领域

本发明涉及标定技术领域，更具体地说，涉及一种校靶数据获取系统、方法及运载设备。

背景技术

校靶过程是指在一些机载设备或车载设备(统称为待校准设备)在运载设备上安装完成后，测量获得校靶数据，根据校靶数据计算获得零位误差解算结果的过程，以使待校准设备在实际使用过程中，可以根据校靶过程获得的零位误差解算结果实现运载设备坐标系和待校准设备坐标系之间的零位误差补偿。

需要进行校靶过程的待校准设备通常为有定位需求或瞄准需求的设备，例如雷达、火炮等设备；零位误差是指待校准设备与运载设备之间的电气零位误差和机械零位误差；而零位误差的出现是由于待校准设备与运载设备的两端安装面精度偏差等原因，引入的运载设备坐标系和待校准坐标系之间的相对偏差造成的。

校靶数据包括：横滚角度数据、俯仰角度数据和偏航角度数据，现有技术中的校靶过程中，在获取所述校靶数据时，主要依靠人工测量和手动计算的方式，其中，中线对正采用铅垂线方式，长度测量采用人工拉绳测量，角度计算采用人工判断和手动计算的方式，在这个过程中由于采用的测量工具的测量精度低，并且在整个校靶数据的获取过程中需要多次的人工判断数据，难免引入人工判断误差，影响了校靶数据的测量精度，并且需要测量人员投入大量的劳动成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种校靶数据获取系统、方法及运载设备，以实现提高校靶数据的测量精度，降低测量人员所需投入的劳动成本的目的。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种校靶数据获取系统，用于获取待校准设备的校靶数据，所述待校准设备安装于运载设备，所述校靶数据包括偏航角度数据、俯仰角度数据和横滚角度数据；所述校靶数据获取系统包括：主控模块、第一数据获取模块、第二数据获取模块和坐标标定设备；其中，

所述第一数据获取模块包括测距单元和双轴倾角测量单元，所述第一数据获取模块通过定位支架设置于所述待校准设备的天线支架上，以使所述测距单元和双轴倾角测量单元与所述待校准设备的雷达坐标系同轴；

所述测距单元用于向设置于预设水平面上的第二数据获取模块发送探测光线，和用于根据所述探测光线测量所述定位支架与所述第二数据获取模块之间的距离，并将测量获得的距离参数传送给所述第二数据获取模块；

所述双轴倾角测量单元用于测量所述待校准设备与所述运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据；

所述坐标标定设备用于标定所述运载设备的中轴线，并向所述第二数据获取模块发送标定坐标系，所述标定坐标系的y轴为所述运载设备的中轴线所在竖直平面在所述第二数据获取模块的投影；

所述第二数据获取模块集成于所述主控模块中，用于接收所述标定坐标系和所述探测光线，根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数，和用于根据所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据；

所述主控模块用于接收所述横滚角度数据、俯仰角度数据和偏航角度数据。

可选的，所述第二数据获取模块根据所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据具体用于，将所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数代入第一预设公式中，计算获得偏航角度数据；

所述第一预设公式为：

其中，α为所述偏航角度数据，X为所述横向误差参数，ΔX为所述测距单元的预置误差参数，L为所述距离参数，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

可选的，所述坐标标定设备标定所述运载设备的中轴线，并向所述第二数据获取模块发送标定坐标系具体用于，所述坐标标定设备发送五条平面线，其中，第一平面线和第二平面线构成的第一竖直光平面覆盖所述运载设备的第一定位点和第二定位点，以与所述运载设备的中轴线重合，第三平面线和第四平面线构成的第二竖直光平面与所述第一竖直光平面垂直，第五平面线与所述预设水平面平行，且与所述第一竖直光平面、第二竖直光平面均垂直；

所述第一竖直光平面在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的y轴；

所述第五平面线在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的x轴。

可选的，所述第二数据获取模块根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数具体用于，获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离作为所述横向误差参数。

可选的，还包括：误差标定模块；

所述主控模块还用于将接收的校靶数据写入所述误差标定模块；

所述误差标定模块用于解算所述校靶数据，以获得所述待校准设备与所述运载设备的零位误差解算结果，并将所述零位误差解算结果写入所述待校准设备的伺服控制模块，以使所述伺服控制模块根据所述零位误差解算结果补偿所述待校准设备与所述运载设备的零位误差。

可选的，所述测距单元的探测面与所述预设水平面之间的距离为第一预设距离；

所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角，与所述第一预设距离满足第二预设公式；

所述第二预设公式为：

其中，H表示所述第一预设距离，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

一种校靶数据获取方法，用于获取待校准设备的校靶数据，所述待校准设备安装于运载设备，所述校靶数据包括偏航角度数据、俯仰角度数据和横滚角度数据；所述校靶数据获取方法基于设定完成的上述任一项所述的校靶数据获取系统实现，所述校靶数据获取方法包括：

获取所述双轴倾角测量单元测量的所述待校准设备与所述运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据；

获取所述测距单元测量获得的距离参数；

接收所述坐标标定设备发送的标定坐标系以及测距单元发送的探测光线，所述标定坐标系的y轴为所述运载设备的中轴线所在竖直平面在所述第二数据获取模块的投影；

根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数；

根据所述横向误差参数、所述测距单元与安装所述第一数据获取模块的天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及所述测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据。

可选的，所述根据所述横向误差参数、所述测距单元与安装所述第一数据获取模块的天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及所述测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据包括：

将所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数代入第一预设公式中，计算获得偏航角度数据；

所述第一预设公式为：

其中，α为所述偏航角度数据，X为所述横向误差参数，ΔX为所述测距单元的预置误差参数，L为所述距离参数，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

可选的，所述根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数包括：

获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离作为所述横向误差参数。

一种运载设备，包括：如上述任一项所述的校靶数据获取系统。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种校靶数据获取系统、方法及运载设备，其中，所述校靶数据获取系统通过第一数据获取模块中的双轴倾角测量单元实现待校准设备与运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据的测量；通过设置于所述待校准设备的天线支架上的测距单元实现定位支架与第二数据获取模块之间的距离的获取，并且根据测距单元发出的探测光线在第二数据获取模块上形成的光斑，以及坐标标定设备在第二数据获取模块上形成的标定坐标系获得横向误差参数，所述第二数据获取模块在获取到上述参数后，根据接收到的参数以及所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据，最终实现校靶数据的获取。所述校靶数据获取系统在获取所述横滚角度数据、俯仰角度数据以及计算所述偏航角度数据的各项参数时，无需人工调整构建标定坐标系，而且各项参数的获取和计算均依靠设备自动完成，不仅避免了各项参数由于人工判断而引入的误差，而且提高了校靶数据的获取效率，自动化程度高，降低了测量人员所需投入的劳动成本和时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的一种校靶数据获取系统的结构示意图；

图2(a)为第一数据获取模块与所述定位支架的安装示意图；

图2(b)为所述第一数据获取模块通过所述定位支架设置于所述天线支架上的结构示意图；

图2(c)为所述定位支架与所述天线支架的固定方式示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的一种校靶数据获取系统的框架结构示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的一种坐标标定设备发送的五条平面线的具体方式示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的一种在第二数据获取模块上形成标定坐标系的具体方式示意图；

图6为本发明的一个实施例提供的一种第二数据获取模块上接收的标定坐标系与探测光线形成的光斑的示意图；

图7为本发明的一个实施例提供的一种测距单元与第二数据获取模块之间的位置关系的示意图；

图8为本发明的一个实施例提供的一种校靶数据获取方法的流程示意图；

图9为本发明的另一个实施例提供的一种校靶数据获取方法的流程示意图；

图10为本发明的又一个实施例提供的一种校靶数据获取方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种校靶数据获取系统，如图1所示，用于获取待校准设备的校靶数据，所述待校准设备安装于运载设备，所述校靶数据包括偏航角度数据、俯仰角度数据和横滚角度数据；所述校靶数据获取系统包括：主控模块10、第一数据获取模块30、第二数据获取模块(图1中未示出)和坐标标定设备20；其中，

所述第一数据获取模块30包括测距单元和双轴倾角测量单元，所述第一数据获取模块30通过定位支架设置于所述待校准设备的天线支架上，以使所述测距单元和双轴倾角测量单元与所述待校准设备的雷达坐标系同轴；

所述测距单元用于向设置于预设水平面上的第二数据获取模块发送探测光线，和用于根据所述探测光线测量所述定位支架与所述第二数据获取模块之间的距离，并将测量获得的距离参数传送给所述第二数据获取模块；

所述双轴倾角测量单元用于测量所述待校准设备与所述运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据；

所述坐标标定设备20用于标定所述运载设备的中轴线，并向所述第二数据获取模块发送标定坐标系，所述标定坐标系的y轴为所述运载设备的中轴线所在竖直平面在所述第二数据获取模块的投影；

所述第二数据获取模块集成于所述主控模块10中，用于接收所述标定坐标系和所述探测光线，根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数，和用于根据所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据；

所述主控模块10用于接收所述横滚角度数据、俯仰角度数据和偏航角度数据。

图1中还示出了标号为40的误差标定模块，在实际应用过程中，可以由误差标定模块向主控模块10发送指令的方式启动主控模块10进行横滚角度数据、俯仰角度数据和偏航角度数据的采集，主控模块10采集到上述信息后进行分析计算后协同待校准设备的伺服控制系统实现零位校准；

此外，图1中运载设备的第一定位点和第二定位点用于供坐标标定设备20标定运载设备的中轴线，在图1中的坐标系是以运载设备的前进方向为Y轴正向建立的右手坐标系。

需要说明的是，为了简化测量过程，通常以平整的地面(或称地平面)作为所述预设水平面。

所述第一数据获取模块30通过所述定位支架与所述天线支架的固定方式参考图2(a)、图2(b)和图2(c)，图2(a)为第一数据获取模块30与所述定位支架的安装示意图；图2(b)为所述第一数据获取模块30通过所述定位支架设置于所述天线支架上的结构示意图；图2(c)为所述定位支架与所述天线支架的固定方式示意图。在图2(a)-图2(c)中，31表示所述测距单元，32表示所述双轴倾角测量单元，A11表示第一数据获取模块的外罩，A12表示航插插座，A13表示所述定位支架，A14表示所述天线支架，A15表示安装螺钉，A16表示所述天线支架的定位面，所述天线支架确定的水平面为两个相互垂直的平面，分别为XY水平面和YZ垂直面。

在本发明的一个实施例中，提供了一种所述校靶数据获取系统的具体结构，参考图3，在本实施例中，所述主控模块10为一个集成有第二数据获取模块的计算机，该计算机除所述第二数据获取模块外，还包括电源接口、电源板、串口通信板和CPU核心板，其中，电源接口和电源板为该计算机其他部件以及连接该计算机的设备供电，串口通信板提供多个串口通信接口，用于实现与第一数据获取模块30以及其他校靶设备(在图3中为误差标定模块)的通信和电源供给；CPU核心板用于接收外界指令，和用于根据所述外界指令对所述校靶数据获取系统其他结构的控制；所述第二数据获取模块由接收透射装置和CMOS摄像机构成，其中，所述接收透射装置用于将构成标定坐标系的光线，以及所述测距单元发送的探测光线成像于CMOS摄像机上，以使所述CMOS摄像机将标定坐标系和测距单元的探测光线形成的光斑成像显示，以便后续利用图像识别等技术实现横向误差参数的获取，在图3中，标号11为第二数据获取模块，12表示CMOS摄像机，13表示接受透射装置，14表示CPU核心板，15表示串口通信板，16表示电源板，17表示串口通信板提供的三个串口通信接口，40表示误差标定模块，30表示第一数据获取模块，32表示双轴倾角测量单元，31表示测距单元，20表示所述坐标标定设备，A17表示所述待校准设备的伺服控制模块；在图3中，除了标有探测光线和标定坐标系的带有箭头的线段外，虚线线段表示通信数据的传输方向，实线表示电源的供给方向。

在本发明的一个实施例中，所述串口通信板提供的串口通信接口为RS422/RS485接口，所述CPU核心板与串口通信板通过PCI-104总线进行通信。本发明对所述CPU核心板与串口通信板的通信方式的不做限定，具体视实际情况而定。

并且进一步的，本发明对所述第一数据获取模块30与所述校靶数据获取系统的其他模块的通信方式也不做限定，在本发明的其他实施例中，所述第一数据获取模块30的串口通信板还可以为无线通信模块，以实现与所述校靶数据获取系统的其他模块之间的无线通信，所述第一数据获取模块30与所述校靶数据获取系统的其他模块的通信方式具体视实际情况而定。

所述校靶数据获取系统通过第一数据获取模块30中的双轴倾角测量单元32实现待校准设备与运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据的测量；通过设置于所述待校准设备的天线支架上的测距单元31实现定位支架与第二数据获取模块之间的距离的获取，并且根据测距单元31发出的探测光线在第二数据获取模块上形成的光斑，以及坐标标定设备20在第二数据获取模块上形成的标定坐标系获得横向误差参数，所述第二数据获取模块在获取到上述参数后，根据接收到的参数以及所述距离参数以及测距单元31的预置误差参数计算偏航角度数据，最终实现校靶数据的获取。所述校靶数据获取系统在获取所述横滚角度数据、俯仰角度数据以及计算所述偏航角度数据的各项参数时，无需人工调整构建标定坐标系，而且各项参数的获取和计算均依靠设备自动完成，不仅避免了各项参数由于人工判断而引入的误差，而且提高了校靶数据的获取效率，自动化程度高，降低了测量人员所需投入的劳动成本和时间成本。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图4和图5所示，所述坐标标定设备20标定所述运载设备的中轴线，并向所述第二数据获取模块发送标定坐标系具体用于，所述坐标标定设备20发送五条平面线，其中，第一平面线和第二平面线构成的第一竖直光平面覆盖所述运载设备的第一定位点和第二定位点，以与所述运载设备的中轴线重合，第三平面线和第四平面线构成的第二竖直光平面与所述第一竖直光平面垂直，第五平面线与所述预设水平面平行，且与所述第一竖直光平面、第二竖直光平面均垂直；

所述第一竖直光平面在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的y轴；

所述第五平面线在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的x轴。

所述坐标标定设备20发送的五条平面线的具体方式参考图4，所述坐标标定设备20发送的五条平面线标定所述运载设备的中轴线，以及形成所述标定坐标系的具体方式参考图5；

在图4和图5中的坐标系是以运载设备的前进方向为Y轴正向建立的右手坐标系，从图4中可以看出，坐标标定设备20发送的五条平面线中，每条平面线以所述坐标标定设备20为起点，向坐标轴的一个方向延伸，在实际的标定过程中，参考图5，首先所述坐标标定设备20需要设置于所述运载设备的第一定位点或第二定位点正下方，调整所述坐标标定设备20使第一平面线和第二平面线构成的第一竖直光平面覆盖所述运载设备的第一定位点和第二定位点，以与所述运载设备的中轴线重合，实现坐标标定设备20对所述运载设备的中轴线的标定，此时所述坐标标定设备20发出的第三平面线和第四平面线构成的第二竖直光平面与所述第一竖直光平面垂直，所述第五平面线沿Y轴正向向所述第二数据获取模块发送，以在所述第二数据获取模块中形成标定坐标系的x轴，所述第一竖直光平面在图4所示的坐标系的Y轴正向的延伸，在所述第二数据获取模块中形成标定坐标系的y轴。

在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，所述第二数据获取模块根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数具体用于，获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离作为所述横向误差参数。

需要说明的是，在所述第二数据获取模块接收到所述标定坐标系，以及所述探测光线在所述坐标轴上形成的光斑后，具体获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离的过程可以采用图像识别技术实现。

参考图6，图6为所述第二数据获取模块接收的标定坐标系以及所述探测光线在所述第二数据获取模块上形成的光斑的示意图，在图6中，所述探测光线距离所述标定坐标系的y轴的距离为所述横向误差参数X。

在上述实施例的基础上，在本发明的又一个实施例中，所述第二数据获取模块根据所述横向误差参数、所述测距单元31与所述天线支架A14确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元31的预置误差参数计算偏航角度数据具体用于，将所述横向误差参数、所述测距单元31与所述天线支架A14确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元31的预置误差参数代入第一预设公式中，计算获得偏航角度数据；

所述第一预设公式为：

其中，α为所述偏航角度数据，X为所述横向误差参数，ΔX为所述测距单元31的预置误差参数，L为所述距离参数，β为所述测距单元31与所述天线支架A14确定的水平面之间的夹角。

在实际的应用过程中，ΔX在所述第一数据获取模块30设置完毕后测量获得，所述预置误差参数具体为所述测距单元31中心轴到运载设备的中轴线的距离。

需要注意的是，为了保证最终偏航角度数据的计算结构的精确性并且兼顾减少测距单元31引入的误差，一般需要控制所述距离参数满足6m≤L≤10m，那么，设所述测距单元31的探测面与所述预设水平面之间的距离为第一预设距离，那么根据图7计算，所述测距单元31与所述天线支架A14确定的水平面HP之间的夹角，与所述第一预设距离满足第二预设公式；

所述第二预设公式为：

其中，H表示所述第一预设距离，β为所述测距单元31与所述天线支架A14确定的水平面之间的夹角。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，参考图3，所述校靶数据获取系统还包括：误差标定模块40；

所述主控模块10还用于将接收的校靶数据写入所述误差标定模块40；

所述误差标定模块40用于解算所述校靶数据，以获得所述待校准设备与所述运载设备的零位误差解算结果，并将所述零位误差解算结果写入所述待校准设备的伺服控制模块，以使所述伺服控制模块根据所述零位误差解算结果补偿所述待校准设备与所述运载设备的零位误差。

在获取了所述校靶数据后，可以通过所述误差标定模块和伺服控制模块实现所述待校准设备与所述运载设备的零位误差的自动补偿。

相应的，本发明实施例还提供了一种校靶数据获取方法，如图8所示，用于获取待校准设备的校靶数据，所述待校准设备安装于运载设备，所述校靶数据包括偏航角度数据、俯仰角度数据和横滚角度数据；所述校靶数据获取方法基于设定完成的上述任一实施例所述的校靶数据获取系统实现，所述校靶数据获取方法包括：

S101：获取所述双轴倾角测量单元测量的所述待校准设备与所述运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据；

S102：获取所述测距单元测量获得的距离参数；

S103：接收所述坐标标定设备发送的标定坐标系以及测距单元发送的探测光线，所述标定坐标系的y轴为所述运载设备的中轴线所在竖直平面在所述第二数据获取模块的投影；

S103：根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数；

S104：根据所述横向误差参数、所述测距单元与安装所述第一数据获取模块的天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及所述测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据。

需要说明的是，所述校靶数据获取系统的设定主要包括第一数据获取模块、第二数据获取模块以及坐标标定设备的设定，其中，所述第一数据获取模块通过定位支架与运载设备的天线支架进行固定，具体固定方式参考图2(a)、图2(b)和图2(c)，图2(a)为第一数据获取模块与所述定位支架的安装示意图；图2(b)为所述第一数据获取模块通过所述定位支架设置于所述天线支架上的结构示意图；图2(c)为所述定位支架与所述天线支架的固定方式示意图。在图2(a)-图2(c)中，31表示所述测距单元，32表示所述双轴倾角测量单元，A11表示第一数据获取模块的外罩，A12表示航插插座，A13表示所述定位支架，A14表示所述天线支架，A15表示安装螺钉，A16表示所述天线支架的定位面，所述天线支架确定的水平面为两个相互垂直的平面，分别为XY水平面和YZ垂直面。

所述坐标标定设备发送五条平面线，其中，第一平面线和第二平面线构成的第一竖直光平面覆盖所述运载设备的第一定位点和第二定位点，以与所述运载设备的中轴线重合，第三平面线和第四平面线构成的第二竖直光平面与所述第一竖直光平面垂直，第五平面线与所述预设水平面平行，且与所述第一竖直光平面、第二竖直光平面均垂直；

所述第一竖直光平面在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的y轴；

所述第五平面线在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的x轴。

所述坐标标定设备发送的五条平面线的具体方式参考图4，所述坐标标定设备发送的五条平面线标定所述运载设备的中轴线，以及形成所述标定坐标系的具体方式参考图5；

在图4和图5中的坐标系是以运载设备的前进方向为Y轴正向建立的右手坐标系，从图4中可以看出，坐标标定设备发送的五条平面线中，每条平面线以所述坐标标定设备为起点，向坐标轴的一个方向延伸，在实际的标定过程中，参考图5，首先所述坐标标定设备需要设置于所述运载设备的第一定位点或第二定位点正下方，调整所述坐标标定设备使第一平面线和第二平面线构成的第一竖直光平面覆盖所述运载设备的第一定位点和第二定位点，以与所述运载设备的中轴线重合，实现坐标标定设备对所述运载设备的中轴线的标定，此时所述坐标标定设备发出的第三平面线和第四平面线构成的第二竖直光平面与所述第一竖直光平面垂直，所述第五平面线沿Y轴正向向所述第二数据获取模块发送，以在所述第二数据获取模块中形成标定坐标系的x轴，所述第一竖直光平面在图4所示的坐标系的Y轴正向的延伸，在所述第二数据获取模块中形成标定坐标系的y轴。

基于所述校靶数据获取系统实现的校靶数据获取方法在获取所述横滚角度数据、俯仰角度数据以及计算所述偏航角度数据的各项参数时，无需人工调整构建标定坐标系，而且各项参数的获取和计算均依靠设备自动完成，不仅避免了各项参数由于人工判断而引入的误差，而且提高了校靶数据的获取效率，自动化程度高，降低了测量人员所需投入的劳动成本和时间成本。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图9所示，所述根据所述横向误差参数、所述测距单元与安装所述第一数据获取模块的天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及所述测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据包括：

S1051：将所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数代入第一预设公式中，计算获得偏航角度数据；

所述第一预设公式为：

其中，α为所述偏航角度数据，X为所述横向误差参数，ΔX为所述测距单元的预置误差参数，L为所述距离参数，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

在实际的应用过程中，ΔX在所述第一数据获取模块设置完毕后测量获得，所述预置误差参数具体为所述测距单元中心轴到运载设备的中轴线的距离。

需要注意的是，为了保证最终偏航角度数据的计算结构的精确性并且兼顾减少测距单元引入的误差，一般需要控制所述距离参数满足6m≤L≤10m，那么，设所述测距单元的探测面与所述预设水平面之间的距离为第一预设距离，那么根据图7计算，所述测距单元与所述天线支架确定的水平面HP之间的夹角，与所述第一预设距离满足第二预设公式；

所述第二预设公式为：

其中，H表示所述第一预设距离，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，如图10所示，所述根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数包括：

S1041：获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离作为所述横向误差参数。

需要说明的是，具体获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离的过程可以采用图像识别技术实现。

相应的，本发明实施例还提供了一种运载设备，包括：如上述任一实施例所述的校靶数据获取系统。

综上所述，本发明实施例提供了一种校靶数据获取系统、方法及运载设备，其中，所述校靶数据获取系统通过第一数据获取模块中的双轴倾角测量单元实现待校准设备与运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据的测量；通过设置于所述待校准设备的天线支架上的测距单元实现定位支架与第二数据获取模块之间的距离的获取，并且根据测距单元发出的探测光线在第二数据获取模块上形成的光斑，以及坐标标定设备在第二数据获取模块上形成的标定坐标系获得横向误差参数，所述第二数据获取模块在获取到上述参数后，根据接收到的参数以及所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据，最终实现校靶数据的获取。所述校靶数据获取系统在获取所述横滚角度数据、俯仰角度数据以及计算所述偏航角度数据的各项参数时，无需人工调整构建标定坐标系，而且各项参数的获取和计算均依靠设备自动完成，不仅避免了各项参数由于人工判断而引入的误差，而且提高了校靶数据的获取效率，自动化程度高，降低了测量人员所需投入的劳动成本和时间成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种校靶数据获取系统，其特征在于，用于获取待校准设备的校靶数据，所述待校准设备安装于运载设备，所述校靶数据包括偏航角度数据、俯仰角度数据和横滚角度数据；所述校靶数据获取系统包括：主控模块、第一数据获取模块、第二数据获取模块和坐标标定设备；其中，

所述第一数据获取模块包括测距单元和双轴倾角测量单元，所述第一数据获取模块通过定位支架设置于所述待校准设备的天线支架上，以使所述测距单元和双轴倾角测量单元与所述待校准设备的雷达坐标系同轴；

所述测距单元用于向设置于预设水平面上的第二数据获取模块发送探测光线，和用于根据所述探测光线测量所述定位支架与所述第二数据获取模块之间的距离，并将测量获得的距离参数传送给所述第二数据获取模块；

所述双轴倾角测量单元用于测量所述待校准设备与所述运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据；

所述坐标标定设备用于标定所述运载设备的中轴线，并向所述第二数据获取模块发送标定坐标系，所述标定坐标系的y轴为所述运载设备的中轴线所在竖直平面在所述第二数据获取模块的投影；

所述第二数据获取模块集成于所述主控模块中，用于接收所述标定坐标系和所述探测光线，根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数，和用于根据所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据；

所述主控模块用于接收所述横滚角度数据、俯仰角度数据和偏航角度数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二数据获取模块根据所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据，具体用于，将所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数代入第一预设公式中，计算获得偏航角度数据；

所述第一预设公式为：

其中，α为所述偏航角度数据，X为所述横向误差参数，△X为所述测距单元的预置误差参数，L为所述距离参数，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述坐标标定设备标定所述运载设备的中轴线，并向所述第二数据获取模块发送标定坐标系，具体用于，所述坐标标定设备发送五条平面线，其中，第一平面线和第二平面线构成的第一竖直光平面覆盖所述运载设备的第一定位点和第二定位点，以与所述运载设备的中轴线重合，第三平面线和第四平面线构成的第二竖直光平面与所述第一竖直光平面垂直，第五平面线与所述预设水平面平行，且与所述第一竖直光平面、第二竖直光平面均垂直；

所述第一竖直光平面在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的y轴；

所述第五平面线在所述第二数据获取模块的投影构成标定坐标系的x轴。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二数据获取模块根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数具体用于，获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离作为所述横向误差参数。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：误差标定模块；

所述主控模块还用于将接收的校靶数据写入所述误差标定模块；

所述误差标定模块用于解算所述校靶数据，以获得所述待校准设备与所述运载设备的零位误差解算结果，并将所述零位误差解算结果写入所述待校准设备的伺服控制模块，以使所述伺服控制模块根据所述零位误差解算结果补偿所述待校准设备与所述运载设备的零位误差。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测距单元的探测面与所述预设水平面之间的距离为第一预设距离；

所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角，与所述第一预设距离满足第二预设公式；

所述第二预设公式为：

其中，H表示所述第一预设距离，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

7.一种校靶数据获取方法，其特征在于，用于获取待校准设备的校靶数据，所述待校准设备安装于运载设备，所述校靶数据包括偏航角度数据、俯仰角度数据和横滚角度数据；所述校靶数据获取方法基于设定完成的权利要求1-6任一项所述的校靶数据获取系统实现，所述校靶数据获取方法包括：

获取所述双轴倾角测量单元测量的所述待校准设备与所述运载设备之间的横滚角度数据和俯仰角度数据；

获取所述测距单元测量获得的距离参数；

接收所述坐标标定设备发送的标定坐标系以及测距单元发送的探测光线，所述标定坐标系的y轴为所述运载设备的中轴线所在竖直平面在所述第二数据获取模块的投影；

根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数；

根据所述横向误差参数、所述测距单元与安装所述第一数据获取模块的天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及所述测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述横向误差参数、所述测距单元与安装所述第一数据获取模块的天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及所述测距单元的预置误差参数计算偏航角度数据包括：

将所述横向误差参数、所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角、所述距离参数以及测距单元的预置误差参数代入第一预设公式中，计算获得偏航角度数据；

所述第一预设公式为：

其中，α为所述偏航角度数据，X为所述横向误差参数，△X为所述测距单元的预置误差参数，L为所述距离参数，β为所述测距单元与所述天线支架确定的水平面之间的夹角。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述探测光线在所述标定坐标系上形成的光斑位置获得横向误差参数包括：

获取所述探测光线与所述标定坐标系的y轴之间的距离作为所述横向误差参数。

10.一种运载设备，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的校靶数据获取系统。

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