[发明专利]一种大空间高精度位姿测量系统

说明书

本发明公开了一种大空间高精度位姿测量系统，包括第一光电靶、测距仪、激光仪、分光镜、第二光电靶和影像处理芯片，车辆位于第一光电靶和第二光电靶之间，第一光电靶、测距仪和第二光电靶分别与影像处理芯片电连接；测距仪位于车辆上方，用于测量车辆移动的距离；激光仪和分光镜均安装在车辆上，车辆在移动过程中，激光仪发出的激光通过分光镜分别发射到第一光电靶和第二光电靶上，第一光电靶和第二光电靶将接收到的激光转变为电子信号，并通过影像处理芯片处理后获得车辆的运动状态信息。

技术领域

本发明属于实时检测位姿系统技术领域，具体涉及一种大空间高精度位姿测量系统。

背景技术

全站仪可以测量角度、斜距、平距和坐标，具有激光对点功能，全站仪通过边角测量法来测量距离，利用相似三角形，激光测量出一边的距离和夹角，计算得出远距离高度。当高度值较大或对边距离大时，由于测角精度不高，导致测量误差大，精度不高。本发明采用的是三边测量法，能够通过激光准确测量激光仪到光电靶的距离，准确得到两个时刻的点坐标，计算得到两个时刻的偏转距离，使用勾股定理计算得到另一边的距离。精确度得到了大大提高。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简单，使用方便且能实时精确车辆的位姿的大空间高精度位姿测量系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大空间高精度位姿测量系统，包括第一光电靶、测距仪、激光仪、分光镜、第二光电靶和影像处理芯片，车辆位于第一光电靶和第二光电靶之间，第一光电靶、测距仪和第二光电靶分别与影像处理芯片电连接；测距仪位于车辆上方，用于测量车辆移动的距离；激光仪和分光镜均安装在车辆上，车辆在移动过程中，激光仪发出的激光通过分光镜分别发射到第一光电靶和第二光电靶上，第一光电靶和第二光电靶将接收到的激光转变为电子信号，并通过影像处理芯片处理后获得车辆的运动状态信息。

优选地，所述测距仪上安装有编码器，编码器具有自动清零计算的功能。

优选地，所述车辆运动一段路程后，编码器自动清零并计算该段路程的距离，车辆运行过程中将编码器计算的每一段路程的距离相加，从而获得车辆运行的总距离。

优选地，所述激光仪发出的激光照射在第一光电靶和第二光电靶上形成光斑A和光斑B，光斑A在第一光电靶上的点坐标为A(xa,ya)，光斑B在第二光电靶上的点坐标为B(xb,yb)，连接A点和B点为直线AB，通过直线AB的坐标值反应车辆的姿态信息。

优选地，所述车辆运动时发生偏转和上下颠簸时，激光在第一光电靶和第二光电靶上形成的光斑为光斑A1和光斑B1，对应光斑A1的坐标为A1(xa1,ya1),光斑B1的坐标为B1(xb1,yb1)，连接A点和A1点形成AA1直线从而得到车辆的偏移角度和距离，继而判断车辆的运动状态。

优选地，所述影像处理芯片中设定光斑A和光斑B之间的距离设为S，测距仪测得车辆与光斑B的距离设为L，车辆设定为C点，影像处理芯片通过斜率修正法得到C点的相对斜率和对应的距离值，测距仪的测量精度位于实时测量精度和标定位置精度之间，从而确定车辆行驶的位置。

优选地，所述测距仪测量车辆距离第二光电靶的距离，车辆运动过程中，激光仪通过分光镜在第二光电靶形成不同坐标点，通过计算得到偏转的距离，从而得出车辆的偏转状态。

优选地，所述分光镜为45°分光镜。

本发明的有益效果是：本发明所提供的一种大空间高精度位姿测量系统，通过激光仪发射激光，经45°分光镜把光反射到光电靶上，打在光电靶感光片阵列的光源转换成电子信号。可以准确计算得到车辆的位置，距离光电靶B的距离L。连接两点坐标得到直线，基于三边测距方法，精确测得车辆的左右偏转距离、角度，上下的颠簸程度。比传统的边角测距方法精度更高，连接同一光电靶的两组数据，可以得到车辆顺逆时针旋转角度。

附图说明

图1是本发明一种大空间高精度位姿测量系统的结构示意图；