CN112747711B - 立方镜相对位姿的标定方法 - Google Patents

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Abstract

一种立方镜相对位姿的标定方法及该***，利用采集的图像进行计算获得。采用倾斜一定角度的条纹像进行推扫成像，当目标移动速度与TDI图像传感器行频匹配时，动态图像中拍频条纹的倾斜角度与实际条纹倾斜角度相同，当目标移动速度与TDI图像传感器行频不匹配时，动态图像中拍频条纹的倾斜角度会发生变化，与实际条纹倾斜角度产生偏差。通过计算动态图像中条纹像的倾斜角度，利用速度偏差‑倾斜角度曲线可计算得到当前行频偏差系数，通过对当前行频修正，即可得到准确的行频参数。该方法采用实时动态图像进行计算，图像速度偏差测试分辨率可达千分之一。该方法对光电***整机进行测试，只需要图像即可进行参数计算，测试流程方便。

Description

立方镜相对位姿的标定方法
技术领域
本发明属于光电测试技术领域，尤其涉及立方镜相对位姿的标定方法。
背景技术
立方镜常常用来代表某个设备的姿态，立方镜的镜面法线方向就代表着设备坐标系的坐标轴指向。在设备的使用过程中，常常需要标定两个设备之间的相对姿态，实际上就是标定这两个设备的立方镜之间的相对姿态。例如，在卫星上，如果安装了相机和星敏感器，则通常需要标定相机立方镜和星敏感器立方镜之间的相对姿态。
两个立方镜之间的相对姿态，是指两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，或者两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角。目前，两个立方镜之间相对姿态的标定主要采用的是经纬仪布站测量法，该方法需要使用至少4台经纬仪，作至少4次自准直瞄准和3次互瞄准，测量出至少10个角度值，标定过程十分繁琐，标定时间长。
发明内容
本发明提供了一种立方镜相对位姿的标定方法，该方法只需要使用2台经纬仪，作4次自准直瞄准和1次互瞄准，测量出6个角度值，就可以标定出两个立方镜之间的相对姿态，既可以计算出两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，也可以计算出两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角。该方法大大简化了标定流程，缩短了标定时间。具体包括：
一种立方镜相对位姿的标定方法，包括如下步骤：
S1在第一立方镜上任选两个互相垂直的面，记为面1和面2，在第二立方镜上选择两个互相垂直的面，记为面3和面4；
S2所述面1前设置第一经纬仪，并将所述第一经纬仪与所述面1进行自准直瞄准，记录第一经纬仪的俯仰角读数v1 ，并将第一经纬仪的水平角读数清零；
S3所述面3前设置第二经纬仪，并将所述第二经纬仪与所述面2进行自准直瞄准，记录第二经纬仪的俯仰角读数v2 ，并将第二经纬仪的水平角读数清零；
S4保持所述第一经纬仪和第二经纬仪的位置不移动，将所述第一经纬仪和第二经纬仪进行互瞄准，记录第一经纬仪的水平角读数h1和第二经纬仪的水平角读数h2；
S5将所述第一经纬仪放置于所述面2前，调整水平后，将所述第一经纬仪对所述面2进行自准直瞄准，记录所述第一经纬仪的俯仰角读数v3；
S6将所述第二经纬仪放置于所述面4前，调整水平后，将所述第二经纬仪对面4进行自准直瞄准，记录所述第二经纬仪的俯仰角读数v4；
S7根据测量得到的俯仰角v1、v2、v3、v4和水平角h1、h2 ，计算两个立方镜坐标系之间的转换矩阵或者第一立方镜和第二立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角，即完成了两个立方镜之间相对姿态的标定。
优选的，所述第一立方镜与所述第二立方镜两者的相对位置的夹角呈锐角。
有益效果：本发明提供的标定方法只需要使用2台经纬仪，作4次自准直瞄准和1次互瞄准，测量出6个角度值，就可以标定出两个立方镜之间的相对姿态，既可以计算出两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，也可以计算出两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角。该方法大大简化了标定流程，缩短了标定时间。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种部件或零件，但这些部件或零件不受这些术语的限制。这些术语仅用来区别一个部件或零件与另一部件或零件。术语诸如“第一”、“第二”和其他数值项在本文使用时不是暗示次序或顺序，除非由上下文清楚地指出。为了便于描述，本文使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“上部的”、“左”、“右”等，以描述本实施例中部件或零件的方位关系，但这些空间相对术语并不对技术特征在实际应用中的方位构成限制。
如图1所示，一种立方镜相对位姿的标定方法及该***，一种立方镜相对位姿的标定方法，包括如下步骤：
S1在第一立方镜上任选两个互相垂直的面，记为面1和面2，在第二立方镜上选择两个互相垂直的面，记为面3和面4；
S2所述面1前设置第一经纬仪，并将所述第一经纬仪与所述面1进行自准直瞄准，记录第一经纬仪的俯仰角读数v1 ，并将第一经纬仪的水平角读数清零；
S3所述面3前设置第二经纬仪，并将所述第二经纬仪与所述面2进行自准直瞄准，记录第二经纬仪的俯仰角读数v2 ，并将第二经纬仪的水平角读数清零；
S4保持所述第一经纬仪和第二经纬仪的位置不移动，将所述第一经纬仪和第二经纬仪进行互瞄准，记录第一经纬仪的水平角读数h1和第二经纬仪的水平角读数h2；
S5将所述第一经纬仪放置于所述面2前，调整水平后，将所述第一经纬仪对所述面2进行自准直瞄准，记录所述第一经纬仪的俯仰角读数v3；
S6将所述第二经纬仪放置于所述面4前，调整水平后，将所述第二经纬仪对面4进行自准直瞄准，记录所述第二经纬仪的俯仰角读数v4；
S7根据测量得到的俯仰角v1、v2、v3、v4和水平角h1、h2 ，计算两个立方镜坐标系之间的转换矩阵或者第一立方镜和第二立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角，即完成了两个立方镜之间相对姿态的标定。
本发明的具体的方法为：在第一立方镜上选择两个互相垂直的面，记为面1和面2；在第二立方镜上选择两个互相垂直的面，记为面3和面4。选择的原则是，要求面1、面2、面3、面4的朝向有利于进行自准直瞄准，面1和面3的朝向有利于两个经纬仪进行互瞄准；标定过程中需要使用两个经纬仪，记为第一经纬仪和第二经纬仪。将第一经纬仪放置于面1前，调整水平后，将第一经纬仪对面1进行自准直瞄准，记录第一经纬仪的俯仰角读数v1 ，并将第一经纬仪的水平角读数清零；将第二经纬仪放置于面3前，调整水平后，将第二经纬仪对面3进行自准直瞄准，记录第二经纬仪的俯仰角读数v2 ，并将第二经纬仪的水平角读数清零；保持第一经纬仪和第二经纬仪的位置不移动，将第一经纬仪和第二经纬仪进行互瞄准，记录第一经纬仪的水平角读数h1和第二经纬仪的水平角读数h2 ；将第一经纬仪放置于面2前，调整水平后，将第一经纬仪对面2进行自准直瞄准，记录第一经纬仪的俯仰角读数v3 ；
将第二经纬仪放置于面4前，调整水平后，将第二经纬仪对面4进行自准直瞄准，记录第二经纬仪的俯仰角读数v4 ；根据测量得到的俯仰角v1、v2、v3、v4和水平角h1、h2 ，计算两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，或者两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角，即完成了两个立方镜之间相对姿态的标定。
优选的一种实施例，所述第一立方镜与所述第二立方镜两者的相对位置的夹角呈锐角。
本发明提供的标定方法只需要使用2台经纬仪，作4次自准直瞄准和1次互瞄准，测量出6个角度值，就可以标定出两个立方镜之间的相对姿态，既可以计算出两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，也可以计算出两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角。该方法大大简化了标定流程，缩短了标定时间。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种立方镜相对位姿的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1在第一立方镜上任选两个互相垂直的面，记为面1和面2，在第二立方镜上选择两个互相垂直的面，记为面3和面4；
S2所述面1前设置第一经纬仪，并将所述第一经纬仪与所述面1进行自准直瞄准，记录第一经纬仪的俯仰角读数v1 ，并将第一经纬仪的水平角读数清零；
S3所述面3前设置第二经纬仪，并将所述第二经纬仪与所述面2进行自准直瞄准，记录第二经纬仪的俯仰角读数v2 ，并将第二经纬仪的水平角读数清零；
S4保持所述第一经纬仪和第二经纬仪的位置不移动，将所述第一经纬仪和第二经纬仪进行互瞄准，记录第一经纬仪的水平角读数h1和第二经纬仪的水平角读数h2；
S5将所述第一经纬仪放置于所述面2前，调整水平后，将所述第一经纬仪对所述面2进行自准直瞄准，记录所述第一经纬仪的俯仰角读数v3；
S6将所述第二经纬仪放置于所述面4前，调整水平后，将所述第二经纬仪对面4进行自准直瞄准，记录所述第二经纬仪的俯仰角读数v4；
S7根据测量得到的俯仰角v1、v2、v3、v4和水平角h1、h2 ，计算两个立方镜坐标系之间的转换矩阵或者第一立方镜和第二立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角，即完成了两个立方镜之间相对姿态的标定。
2.根据权利要求1所述的立方镜相对位姿的标定方法，其特征在于，所述第一立方镜与所述第二立方镜两者的相对位置的夹角呈锐角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112747711B (zh) * 2020-12-30 2022-03-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 立方镜相对位姿的标定方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105675323A (zh) * 2016-01-15 2016-06-15 北京空间飞行器总体设计部 一种卫星结构热稳定性的地面测试方法
CN107966163A (zh) * 2017-11-20 2018-04-27 上海航天控制技术研究所 一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法
CN207832205U (zh) * 2018-02-05 2018-09-07 北京国电高科科技有限公司 一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置
CN111044017A (zh) * 2019-11-25 2020-04-21 天津津航技术物理研究所 一种航空大视场扫描仪的外方位元素标定及整机装配方法
CN112747711A (zh) * 2020-12-30 2021-05-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 立方镜相对位姿的标定方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7796340B2 (en) * 2007-04-05 2010-09-14 Quality Vision International, Inc. Method and apparatus for maximum light intensity for an optical illumination system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105675323A (zh) * 2016-01-15 2016-06-15 北京空间飞行器总体设计部 一种卫星结构热稳定性的地面测试方法
CN107966163A (zh) * 2017-11-20 2018-04-27 上海航天控制技术研究所 一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法
CN207832205U (zh) * 2018-02-05 2018-09-07 北京国电高科科技有限公司 一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置
CN111044017A (zh) * 2019-11-25 2020-04-21 天津津航技术物理研究所 一种航空大视场扫描仪的外方位元素标定及整机装配方法
CN112747711A (zh) * 2020-12-30 2021-05-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 立方镜相对位姿的标定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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多种互瞄条件下立方镜准直传递方法研究;杨振等;《宇航计测技术》;20131231;第33卷(第6期);正文10-13页 *

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