[发明专利]一种二维姿态角的测量方法和系统

摘要

本发明公开了一种二维姿态角的测量方法，通过以平行准直光源为基准光源，具有多个不对称的阵列小孔的针孔光阑作为光学系统，在图像传感器四周设置一组高精度平面反射镜，将平行准直光源的大角度平行入射光通过针孔光阑，经过平面反射镜的反射后投射在图像传感器成像面上形成光斑，计算光斑质心在成像面的平面直角坐标系上的坐标，并根据各阵列小孔的中心坐标和预先设定的系统焦距，通过三角几何的方法计算出光线的二维姿态角；本发明同时公开了一种二维姿态角的测量系统；通过本发明的方法使姿态角的测量能够达到大量程的测角范围，并且由于采用平行准直光源为基准光源和针孔光阑作为光学系统，使系统的设计与工作距离无关。

主权项

1、一种二维姿态角的测量方法，其特征在于，该方法包括：将平行准直光源的平行入射光线通过针孔光阑上的多个不对称的阵列小孔投射在图像传感器成像面上，形成多个光斑；根据光斑成像区域，计算各光斑质心在成像面的坐标；根据各光斑质心相对位置关系，在各光斑为入射光线通过针孔光阑经平面反射镜反射在图像传感器成像面上形成的反射光斑时，计算各光斑映射到虚拟扩展的成像面内的质心坐标；根据各光斑质心的坐标和相应阵列小孔的中心坐标及系统焦距，通过三角几何方法计算出入射光线的二维姿态角。