[发明专利]基于双光栅尺多段折叠机械臂的纸海图点经纬度读取方法

说明书

技术领域

本发明涉及舰船海图标绘台海图点经纬度信息测量技术领域，尤其是一种基于双光栅尺多段折叠机械臂的纸海图点经纬度读取方法。

背景技术

船只在航行时需要在纸海图上标绘出本船位置，然后在纸海图上观察本船附近是否有碍航物或其他船只等影响航行安全的因素，并要及时获得这些碍航物或附近船只的经纬度信息，用以计算其距离本船的方位距离。

当前在纸海图上计算碍航物和附近船只距离本船的方位距离方式，是在纸海图上分别标绘出本船位置和附近目标在纸海图上的位置，参考海图比例尺和经纬网格线，用分规在纸海图上读出距离，用量角器在纸海图上测量出两个点的方位。上述这种在纸海图上量算某点的经纬度值的操作方式繁琐、费时，工作人员的工作量较大，而且容易出现计算误差。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，通过类似机械臂的测量机构，利用计算机快速计算出机械臂末端所在位置的纸海图经纬度信息，提供一种可以大幅度减少航海人员工作量、提高作业效率的基于双光栅尺多段折叠机械臂的纸海图点经纬度读取方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种基于双光栅尺多段折叠机械臂的纸海图点经纬度读取方法，其特征在于：包括以下步骤：

⑴.根据双光栅尺多段折叠机械臂的角度和长度得知拾取点在纸海图直角坐标系中的位置坐标；

⑵.根据拾取位置点在直角坐标系中的坐标和纸海图的基本信息计算出拾取位置点的经纬度信息。

而且，步骤⑴所述的具体方法为：沿纸海图有效区域的下边缘和左边缘建立直角坐标系XOY，右方向为正，前方向为正，单位为通用长度单位；移动相对位置测量机构的末端拾取装置到纸海图某位置点A正上方，第一节旋转机构中绝对式光栅的基准沿x轴方向，第二节旋转机构中的绝对式光栅的基准沿主臂方向，指向测量机构固定位置，计算机从测量机构的电子设备读取主臂和从臂的角度信息，再利用主臂和从臂的长度信息，通过公式计算得出点A相对于测量机构固定位置点的相对位置关系，最终得出点A(x_A,y_A)在直角坐标系XOY中的坐标：

其中，第二旋转机构位置坐标(x₁,y₁)计算方法为：

点A(x_A,y_A)在直角坐标系XOY中的坐标为：

其中，(x₀,y₀)为测量机构固定位置，L₀为主臂长度，L₁为从臂长度，(x_A,y_A)为末端拾取装置的位置，α₀是拉伸到指定位置后主臂的角度，α₁是拉伸到指定位置后从臂的相对于主臂的角度。

而且，所述的类机械臂的相对位置测量机构包括第一节旋转机构、绝对式光栅、主臂、第二节旋转机构、从臂和末端拾取装置，第一节旋转机构和第二节旋转机构内均放置绝对式光栅，第一节旋转机构上安装一个竖杆，该竖杆的上端安装水平安装主臂，该主臂的前端安装第二节旋转机构，第二节旋转机构内置绝对式光栅，绝对光栅基准沿主臂方向，第二节旋转机构连接一个水平安装的从臂，该从臂的前端安装一个竖直设置的末端拾取装置。

而且，所述的主臂长度应等于从固定位置到纸海图中央位置之间的距离，从臂长度应为海图有效范围对角线长度的1/2。

而且，步骤⑵所述的具体方法为：先根据纸海图安放的位置，计算出点A位置在纸海图直角坐标系的坐标值(x_A,y_A)，根据墨卡托投影变换计算出A点的经纬度(lon_A,lat_A)＝G(x_A,y_A)。

本发明的优点和积极效果是：

1、本方法可以快速的将纸海图上某点位置的经纬度信息用计算机读出，提高航海作业人员使用平行尺和分规读取经纬度信息的效率，采用本方法后不用再使用平行尺和分规，克服了传统计算方法的缺陷，简化了读取过程，降低了读取难度，提高了读取效率和精度。