首页 > 论文 > 光学学报 > 38卷 > 6期(pp:612003--1)

基于平行光管的空间目标姿态模拟研究

Research on Space Target Attitude Simulation Based on Collimator

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

为了解决单台经纬仪室内姿态测试问题,在平行光管焦平面位置处放置刻有不同倾斜角线条的目标板,用以模拟无穷远目标的姿态。建立了目标板各象限线条中轴线上的点坐标与全站仪测试角度之间关系的数学模型,设计了测试用目标板,用全站仪对目标板各线条中轴线上的点进行了采样测试,通过数学模型解算出了线条中轴线的倾斜角。实验结果表明,1 #与2#线条中轴线夹角模拟误差为0.160°,1#与3#线条中轴线夹角模拟误差为0.046°,可以满足单站图像中轴线斜率提取误差最大值为0.6°的要求。

Abstract

In order to solve the indoor attitude testing problem of the single theodolite, a target board engraved with different angled lines is placed at the focal plane of collimator to simulate the attitude of infinity target. The mathematic model of the relationship between point coordinate on each quadrant of the target board and total station test angle is established, and the test target board is designed. Moreover, the total station is used to sample and test the points of the lines on target board, and the tilt angle of line is calculated through the mathematical model. The experimental results show that the simulation error of angle between line 1# and line 2# is 0.160°, and the simulation error of angle between line 1# and line 3# is 0.046°, which can satisfy the requirement of the single station image with maximum axis slope extraction error of 0.6°.

Newport宣传-MKS新实验室计划
补充资料

中图分类号:O484

DOI:10.3788/aos201838.0612003

所属栏目:仪器,测量与计量

基金项目:中国科学院创新基金(Y154451ZZ0)、神光Ⅲ大科学工程资助项目(09lZ512BOA)

收稿日期:2017-12-11

修改稿日期:2018-01-15

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

王涛:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
田留德:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
赵建科:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
周艳:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
王雨晨:西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
赵怀学:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
刘锴:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
潘亮:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
刘艺宁:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
万伟:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
张婷:中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119

联系人作者:王涛(442888896@qq.com)

备注:王涛(1987-),男,硕士,工程师,主要从事光电检测技术方面的研究。E-mail: 442888896@qq.com

【1】Hacker J, Kroplin B H. An experimental study of visual flight trajectory tracking and pose prediction for the automatic computer control of a miniature airship[C]. SPIE, 2003, 5103: 25-63.

【2】Li Y B, Zhang C B. A new method to get tridimensional gesture of flying target[J]. Laser Technology, 2003, 27(3): 185-189.
李永斌, 张昌兵. 飞行目标三维姿态测量的新方法[J]. 激光技术, 2003, 27(3): 185-189.

【3】Lü S H, Su X Q, Zhang Z P, et al. Algorithm of opto-electronic theodolite intersection based on Gauss-Newton method[J]. Opto-Electronic Engineering, 2006, 33(11): 22-25.
吕帅华, 苏秀琴, 张占鹏, 等. 一种基于高斯-牛顿法的光电经纬仪交会测量算法[J]. 光电工程, 2006, 33(11): 22-25.

【4】Gao C, Qiao Y F. Real-time error-correct method for photoelectrical theodolite[J]. Optics and Precision Engineering, 2007, 15(6): 846-851.
高策, 乔彦峰. 光电经纬仪测量误差的实时修正[J]. 光学 精密工程, 2007, 15(6): 846-851.

【5】Liu Z C, Guo L H, Guan W C, et al. Quantitative forecasting of intersection precision for theodolite[J]. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(10): 1822-1830.
刘旨春, 郭立红, 关文翠, 等. 经纬仪交会精度的定量预测[J]. 光学 精密工程, 2008, 16(10): 1822-1830.

【6】Zhu W, Zhao L R, Liu Y H, et al. Extraction method for missile bullet multiple targets of photoelectronic theodolites[J]. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(11): 2140-2144.
朱玮, 赵立荣, 柳玉晗, 等. 光电经纬仪子母弹多目标提取方法[J]. 光学 精密工程, 2008, 16(11): 2140-2144.

【7】Zhang Z X, Su G Z, Zhang J Q, et al. Airplane pose measurement from image sequences[J]. Geometrics and Information Science of Wuhan University, 2004, 29(4): 287-291.
张祖勋, 苏国中, 张剑清, 等. 基于序列影像的飞机姿态跟踪测量方法研究[J]. 武汉大学学报信息科学版, 2004, 29(4): 287-291.

【8】Su G Z. Research on the method of aircraft pose surveying from image sequences obtained by photoelectric theodolite[D]. Wuhan: Wuhan University, 2005: 28-29.
苏国中. 基于光电经纬仪影像的飞机姿态测量方法研究[D]. 武汉: 武汉大学, 2005: 28-29.

【9】Wu B, Ye D, Guo Y B, et al. Multiplecircle recognition and pose estimation for aerospace applications[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(9): 0915004.
吴斌, 叶东, 郭玉波, 等. 基于航天应用的多圆特征识别和姿态估计[J]. 光学学报, 2017, 37(9): 0915004.

【10】Yu Q F, Sun X Y, Chen G J. A new method of measure the pitching and yaw of the axes symmetry object through the opticali mage[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2000, 22(2): 15-19.
于起峰, 孙祥一, 陈国军. 用光测图像确定空间目标俯仰角和偏航角的中轴线法[J]. 国防科技大学学报, 2000, 22(2): 15-19.

【11】Luo W S, Li P, Li G Z, et al. Method to measure the poses of the aircraft model based on the manmade signs[J]. Chinese Journal of Electron Devices, 2008, 31(3): 992-995.
罗武胜, 李沛, 李冠章, 等. 基于计算机视觉的飞机尾旋运动姿态测量方法[J]. 电子器件, 2008, 31(3): 992-995.

【12】Su J D, Qi X H, Duan X S. Plane pose measurement method based on monocular vision and checkerboard target[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(8): 0815002.
苏建东, 齐晓慧, 段修生. 基于单目视觉和棋盘靶标的平面姿态测量方法[J]. 光学学报, 2017, 37(8): 0815002.

【13】Liu J B, Guo P Y, Li X, et al. Evaluation strategy for camera pose estimation algorithm based on point correspondences[J]. Acta Optica Sinica, 2016, 36(5): 0515002.
刘进博, 郭鹏宇, 李鑫, 等. 基于点对应的相机姿态估计算法性能评价[J]. 光学学报, 2016, 36(5): 0515002.

【14】Dai D K, Wang X S, Hu C S, et al. Camera calibration and attitude measurement technology based on astronomical observation[J]. Acta Optica Sinica, 2012, 32(3): 0312005.
戴东凯, 王省书, 胡春生, 等. 基于天文观测的相机标定及姿态测量技术研究[J]. 光学学报, 2012, 32(3): 0312005.

【15】Xu Y X, Jiang Y L, Chen F. Generalized orthogonal iterative algorithm for pose estimation of multiple camera systems[J]. Acta Optica Sinica, 2009, 29(1): 72-77.
许允喜, 蒋云良, 陈方. 多摄像机系统位姿估计的广义正交迭代算法[J]. 光学学报, 2009, 29(1): 72-77.

【16】Ai L L, Yuan F, Ding Z L. An exterior attitude measurement system for spatial object based on linear CCD[J]. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(1): 161-165.
艾莉莉, 袁峰, 丁振良. 应用线阵CCD的空间目标外姿态测量系统[J]. 光学 精密工程, 2008, 16(1): 161-165.

【17】Zhao L R, Liu Y H, Zhu W, et al. Measurement of aircraft attitude by spatial cosine relationship in single-station and planes to intersection in multi-station of electro-optical theodolite[J]. Optics and Precision Engineering, 2009,17(11): 2786-2793.
赵立荣, 柳玉晗, 朱玮, 等. 光电经纬仪单站空间余弦及多站面面交汇的飞机姿态测量[J]. 光学 精密工程, 2009, 17(11): 2786-2793.

【18】Lu J Y, Li Q H, Jiang H. Measure method of the attitude of UAV based on the opticali mage[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(1): 102-105.
陆钧昀, 李庆辉, 姜华. 基于光测图像的无人机姿态测量方法[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(1): 102-105.

引用该论文

Wang Tao,Tian Liude,Zhao Jianke,Zhou Yan,Wang Yuchen,Zhao Huaixue,Liu Kai,Pan Liang,Liu Yining,Wan Wei,Zhang Ting. Research on Space Target Attitude Simulation Based on Collimator[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(6): 0612003

王涛,田留德,赵建科,周艳,王雨晨,赵怀学,刘锴,潘亮,刘艺宁,万伟,张婷. 基于平行光管的空间目标姿态模拟研究[J]. 光学学报, 2018, 38(6): 0612003

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF