[发明专利]飞机操纵测杆运动角度的测量方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种飞机操纵测杆运动角度的测量方法、装置及设备。包括：获取飞机操纵测杆运动前后的基于传感器坐标系的第一重力矢量和第二重力矢量；获取传感器坐标系和测杆坐标系间的变换矩阵，并根据变换矩阵与第一重力矢量和第二重力矢量计算基于测杆坐标系的第一变换重力矢量和第二变换重力矢量；根据第一变换重力矢量和第二变换重力矢量确定第三变换重力矢量；根据第一变换重力矢量、第三变换重力矢量和测杆坐标系中俯仰轴的方向矢量计算俯仰角；根据第二变换重力矢量、第三变换重力矢量和测杆坐标系中横滚轴的方向矢量计算横滚角。可以实现对操纵测杆俯仰轴和横滚轴转角的测量，从而提高飞机操纵测杆运动角度测量的准确性。

技术领域

本发明实施例涉及运动角度测量技术领域，尤其涉及飞机操纵测杆运动角度的测量方法、装置及设备。

背景技术

飞机操纵测杆用于向飞机输入驾驶员的操作指令，以控制飞机的俯仰和横滚。为了测量操纵测杆输入的运动角度是否与实际测杆的运动的位移一致，验证操纵测杆是否完好，准确的测量操纵测杆的运动角度显得尤为重要。

现有技术中，一般采用角度传感器直接测量操纵测杆的运动角度，操纵测杆一般会设计成多曲面的不规则的外形，若采用夹具将角度传感器夹持在测杆周围，容易损伤测杆的皮革表面，且不容易实现定位。操纵测杆的运动角度俯仰轴和横滚轴两个轴的转动合成，角度传感器直接测量出的角度无法确定俯仰轴和横滚轴分别转动的角度，无法完成对操纵测杆的验证。

发明内容

本发明实施例提供一种飞机操纵测杆运动角度的测量方法、装置及设备，以实现对操纵测杆俯仰轴和横滚轴转角的测量，提高飞机操纵测杆运动角度测量的准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞机操纵测杆运动角度的测量方法，该方法包括：

获取飞机操纵测杆运动前后的基于传感器坐标系的第一重力矢量和第二重力矢量；

获取传感器坐标系和测杆坐标系间的变换矩阵，并根据所述变换矩阵与所述第一重力矢量和第二重力矢量计算基于测杆坐标系的第一变换重力矢量和第二变换重力矢量；

根据所述第一变换重力矢量和第二变换重力矢量确定第三变换重力矢量；

根据所述第一变换重力矢量、第三变换重力矢量和测杆坐标系中俯仰轴的方向矢量计算俯仰角；根据所述第二变换重力矢量、第三变换重力矢量和测杆坐标系中横滚轴的方向矢量计算横滚角。

进一步地，获取传感器坐标系和测杆坐标系间的变换矩阵，包括：

获取基于传感器坐标系的操纵测杆的俯仰轴的方向矢量及横滚轴的方向矢量；

根据所述俯仰轴的方向矢量及横滚轴的方向矢量确定偏航轴的方向矢量，并对所述俯仰轴的方向矢量、横滚轴的方向矢量和偏航轴的方向矢量进行正交化处理；

根据正交化处理后的俯仰轴的方向矢量、横滚轴的方向矢量和偏航轴的方向矢量确定变换矩阵。

进一步地，获取基于传感器坐标系的操纵测杆的俯仰轴的方向矢量，包括：

获取飞机操纵测杆沿俯仰轴转动过程中的多个重力矢量；

将所述多个重力矢量中的任意两个按照转动先后顺序进行差乘计算，获得多个俯仰轴的初始方向矢量；

计算所述多个俯仰轴的初始方向矢量的平均值，确定为俯仰轴的方向矢量。

进一步地，获取基于传感器坐标系的操纵测杆的横滚轴的方向矢量，包括：

获取飞机操纵测杆沿横滚轴转动过程中的多个重力矢量；

将所述多个重力矢量中的任意两个按照转动先后顺序进行差乘计算，获得多个横滚轴的初始方向矢量；

计算所述多个横滚轴的初始方向矢量的平均值，确定为横滚轴的方向矢量。