刻(參見圖1、2)。
[0049] (2)建立三維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系，將發(fā)射機(jī)放置在距三維標(biāo)定臺(tái)約5m處，并在三維標(biāo)定 臺(tái)上安裝一個(gè)光電傳感器，用于接收光信號(hào)(參見圖3)。
[0050] (3)利用卷尺粗測(cè)發(fā)射機(jī)在三維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，設(shè)定初始值，初始值格式 為0 0 & 0 0 d S 其中（4 8〇為發(fā)射機(jī)在三維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系中的坐 標(biāo)。
[0051] (4)在三維標(biāo)定臺(tái)上移動(dòng)光電傳感器采集信號(hào)，作為標(biāo)定數(shù)據(jù)，移動(dòng)方式為:沿Z軸 正向移動(dòng)p行，每行相距100mm并采集q個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，標(biāo)定點(diǎn)之間相距50mm,這里p選3,q選11(參 見圖3)。
[0052] (5)進(jìn)行標(biāo)定，求解模型參數(shù)見、N2、R及T，模型如下： (叫⑴乂）·（尸⑴-Γ ) = 0 (i?i?2(1)TV2)* (尸(1) - Γ ) = 0 &(/5(2) - Γ)二 0
[0053] < (i? i? 2(2)聚2 ) · (i5 (2) - Γ ) = 0 (^RRln)N t )· (Ρ10 - Γ ) = 0 )· (i5 (n> - r) = 0:
[0054] 其中，n:標(biāo)定點(diǎn)編號(hào)，n = l, 2,…，33
[0055] R、T:發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于三維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；
[0056] Ni、N2:兩個(gè)激光平面在初始時(shí)刻的法向量；
[0057] 激光平面從初始位置旋轉(zhuǎn)到光電傳感器時(shí)的旋轉(zhuǎn)矩陣，分別是特征時(shí) 間4' f的函數(shù)；
[0058] P(n):三維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系中標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0059] (6)推導(dǎo)發(fā)射機(jī)內(nèi)參數(shù)，推導(dǎo)步驟如下：
[0060] (I)如圖3所示，計(jì)算兩個(gè)激光平面LPjPLP2在發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系下的平面方程以及與 水平面的交線LjPL 2的方程，模型如下： jLPX: arx + bYy -l··^ - 0 ?/j :a{x + bxy -Q I L.P, : ατχ +i>2 j + e2z：- 0 |/. : α-,χ + Ι^, ν - 0
[0062] 其中:m=(ai h C1)T是激光平面1在初始時(shí)刻的法向量；
[0063] n2=(a2 b2 C2)T是激光平面2在初始時(shí)刻的法向量；
[0064] (II)計(jì)算兩個(gè)激光平面在水平面上的夾角《W，模型如下： Γ 1 V, · V,
[0065] φ,η{? = arccos , ,. s IhhhlJ r γ
[0066] 其中：％ = 1 -玉是交線Li的方向向量； ^ hiJ y 1
[0067] V2 = 1 -&是交線L2的方向向量； l b： J
[0068] (III)計(jì)算兩個(gè)激光平面與旋轉(zhuǎn)軸的夾角約和A ,以的為例，模型如下： f \ r Π n\
[0069] φ, =^ -arccos ,,,, vKhKlJ
[0070] 其中:m=(a C1)T是激光平面1在初始時(shí)刻的法向量； / , ?
[0071] = 1 ! 0是過旋轉(zhuǎn)軸平面的法向量。 I ·αι J
[0072] 以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影 響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙旋轉(zhuǎn)激光平面發(fā)射機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 在勻速旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上安裝兩個(gè)線性激光器形成發(fā)射機(jī)，所述線性激光器發(fā)出兩道具 有固定角度的扇形激光平面和LED脈沖信號(hào)，所述LED脈沖信號(hào)作為所述扇形激光平面旋轉(zhuǎn) 的初始時(shí)刻； (2) 在距所述發(fā)射機(jī)的預(yù)定距離位置設(shè)置一個(gè)Ξ維標(biāo)定臺(tái)，在所述Ξ維標(biāo)定臺(tái)上安裝 一個(gè)光電器，所述光電器用于接收所述兩個(gè)線性激光器的光信號(hào)，在所述Ξ維標(biāo)定臺(tái)上建 立Ξ維坐標(biāo)系XYZ，所述光電器設(shè)置于XZ平面上； (3) 設(shè)定所述發(fā)射機(jī)動(dòng)的坐標(biāo)初始值，所述坐標(biāo)初始值格式為 0 0 λ/? 0 0 J 5 其中(八B 〇為所述發(fā)射機(jī)在^維標(biāo)定臺(tái)的坐標(biāo)系 :， 中的坐標(biāo)； (4) 在所述光電固定位置上沿Ζ軸正方向移動(dòng)光電器，采集光電器移動(dòng)標(biāo)定點(diǎn)位置的對(duì) 應(yīng)所述線性激光器的光信號(hào);設(shè)所述光電器移動(dòng)標(biāo)定點(diǎn)為Ρ行q列； (5) 求解模型參數(shù)化、化、R及T，模型如下：其中：η:標(biāo)定點(diǎn)編號(hào)，n=l，2,3…p*q, R、T:發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于Ξ維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣； 化、化:兩個(gè)激光平面在初始時(shí)刻的法向量； 崎"\ 激光平面從初始位置旋轉(zhuǎn)到光電傳感器時(shí)的旋轉(zhuǎn)矩陣，分別是特征時(shí)間 乎\少3的函數(shù)； P W: S維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系中標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)； (6) 根據(jù)第巧)步的模型參數(shù)推導(dǎo)發(fā)射機(jī)內(nèi)參數(shù)，推導(dǎo)步驟如下： (a)計(jì)算兩個(gè)激光平面LPi和LP2在發(fā)射機(jī)坐標(biāo)系下的平面方程W及與水平面的交線^ 和L2的方程，模型如下：其中:m=(ai bi ci)T是激光平面1在初始時(shí)刻的法向量； 112=(32 b2 C2)T是激光平面2在初始時(shí)刻的法向量； (b)計(jì)算兩個(gè)激光平面在水平面上的夾角稱氣，模型如下：其中：曼交線^的方向向量；是交線L2的方向向量； (C)計(jì)算兩個(gè)激光平面與旋轉(zhuǎn)軸的夾角約和^ W @為例，模型如下：其中:m=(ai bi C1)T是激光平面1在初始時(shí)刻的法向量；是過旋轉(zhuǎn)軸平面的法向量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙旋轉(zhuǎn)激光平面發(fā)射機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述 第(2)步中的預(yù)定距離為5米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙旋轉(zhuǎn)激光平面發(fā)射機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述 第(4)步中光電器的移動(dòng)標(biāo)定點(diǎn)為3行11列。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙旋轉(zhuǎn)激光平面發(fā)射機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法，其特 征在于，所述勻速旋轉(zhuǎn)平臺(tái)通過交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙旋轉(zhuǎn)激光平面發(fā)射機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法，其特 征在于，所述勻速旋轉(zhuǎn)平臺(tái)W逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙旋轉(zhuǎn)激光平面發(fā)射機(jī)的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法，包括步驟：(1)建立發(fā)射機(jī)模型；(2)安裝光電傳感器，建立三維標(biāo)定臺(tái)坐標(biāo)系；(3)粗測(cè)發(fā)射機(jī)位置；(4)采集標(biāo)定點(diǎn)數(shù)據(jù)；(5)進(jìn)行標(biāo)定；(6)推導(dǎo)發(fā)射機(jī)內(nèi)參數(shù)。其中(6)的具體步驟為：a)計(jì)算激光平面方程；b)計(jì)算激光平面在水平面上的夾角；c)計(jì)算激光平面與旋轉(zhuǎn)軸的夾角。本發(fā)明使發(fā)射機(jī)內(nèi)參數(shù)快速、精確標(biāo)定，從而實(shí)現(xiàn)全方位、大尺寸的精確測(cè)量。
【IPC分類】G01B21/00
【公開號(hào)】CN105547213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610049835
【發(fā)明人】方紅根, 郭立杰
【申請(qǐng)人】上海航天設(shè)備制造總廠
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日