[发明专利]一种水下构件相对位姿测量方法及装置

权利要求书

1.一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，所述水下构件相对位姿测量方法包括：

发送测量指令给测量单元，测量单元接收到所述测量指令后，测量单元从对接结构体移动到承接结构体的标记点上方；

根据所述测量单元运动的距离和方向测量得到一个坐标，所述坐标为测量单元安装位置相对于标记点位置的坐标；

根据所述坐标计算出对接结构体与承接结构体之间的相对位姿关系。

2.根据权利要求1所述的一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，在所述发送测量指令给测量单元之前还包括：

在所述对接结构体上安装定量化伸缩移动的测量平台，在所述测量平台上安装所述测量单元，所述测量单元为水下摄影测量单元；

在所述承接结构体上设置标记点，所述标记点为安装在承接结构体上的合作靶标。

3.根据权利要求2所述的一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，所述在所述承接结构体上设置标记点后，将所述合作靶标与所述承接结构体的空间直角坐标系O1进行联测，并获取所述合作靶标在所述坐标系O1中的空间三维坐标；

所述在所述对接结构体上安装定量化伸缩移动的测量平台后，将所述测量平台的旋转中心与所述对接结构体的空间直角坐标系O2进行联测，并获得所述测量平台的旋转中心在所述坐标系O2中的空间三维坐标；

所述在所述测量平台上安装所述测量单元后，以所述测量平台的旋转中心为代表位置和坐标原点建立移动平台坐标系O3，将所述水下摄影测量单元与坐标系O3进行联测，确定所述水下摄影测量单元在所述坐标系O3中的空间三维初始坐标。

4.根据权利要求3所述的一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，所述确定所述水下摄影测量单元在所述坐标系O3中的空间三维初始坐标后，以水下摄影测量单元中心为代表位置和坐标原点建立坐标系O4。

5.根据权利要求4所述的一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，所述发送测量指令给测量单元，测量单元接收到所述测量指令后，测量单元从对接结构体移动到承接结构体的标记点上方包括：

对所述测量平台发送测量指令，所述测量平台通过测量平台带动所述水下摄影测量单元从对接结构体向承接结构体方向移动；

所述水下摄影测量单元持续进行位置探测，并辅助测量平台根据探测到的合作靶标位置带动水下摄影测量单元移动到合作靶标上方。

6.根据权利要求5所述的一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，所述根据所述测量单元运动的距离和方向测量得到一个坐标，所述坐标为测量单元安装位置相对于标记点位置的坐标包括：

在所述水下摄影测量单元运动过程中采用增量式编码器测量所述水下摄影测量单元移动的距离和角度，获取所述水下摄影测量单元在所述坐标系O3中的移动距离及方向的观测量；

测定合作靶标在坐标系O4下的空间三维坐标，通过水下摄影测量参数与增量式编码器测量值将合作靶标在坐标系O4下的空间三维坐标转换至坐标系O3中，并得到合作靶标在坐标系O3中的空间三维坐标；

将所述合作靶标在O3中的空间三维坐标转换至坐标系O2中，并得到合作靶标在坐标系O2中的空间三维坐标。

7.根据权利要求6所述的一种水下构件相对位姿测量方法，其特征在于，所述根据所述坐标计算出对接结构体与承接结构体之间的相对位姿关系包括；

根据所述合作靶标在坐标系O2中的空间三维坐标与所述合作靶标在坐标系O1中对应的空间三维坐标计算当前对接结构体与承接结构体之间的三轴方向偏差与位移偏差，构建坐标转换模型，并根据所述三轴方向偏差与位移偏差解算坐标系O2与坐标系O1之间的转换参数；

根据计算得到的所述坐标系O2与坐标系O1之间的转换参数，计算所述对接结构体当前位置与设计位置之间的相对位置偏差量。

8.一种水下构件相对位姿测量装置，其特征在于，所述装置包括：安装在对接结构体上定量化伸缩移动的测量平台和安装在承接结构体上的合作靶标，所述定量化伸缩移动的测量平台上设有水下摄影测量单元。