[发明专利]用于确定物体表面间夹角的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术，特别涉及一种用于确定物体表面间夹角的方法以及实现该方法的测量装置系统。

背景技术

角度测量是几何量计量技术的重要分支，各种测量手段的综合应用使得测量准确度达到了较高的水平。测角技术中研究最早的是机械式和电磁式测角技术，如多齿分度台和圆磁栅等，这些方法的主要缺点是不容易实现自动化，测量精度受到限制。光学测角方法由于具有非接触、高准确度和高灵敏度的特点而备受业界青睐，尤其是稳定的激光光源的发展使工业现场测量成为可能，因此光学测角法的应用愈来愈广泛，各种新的方法应运而生。

目前，光学测角方法除众所周知的光学分度法和多面棱体法以外，常用的还有光电编码器法、衍射法、自准直法、光纤法、声光调制法、圆光栅法、光学内反射法、激光干涉法等。这些方法在小角度的精密测量中已经得到成功的应用。

两个平面的法向量的夹角被称为两平面之间的夹角。在一些应用场合，为了形成满足设计要求的光路，需要使光学元件表面之间呈特定的夹角。又如，在飞行器姿态控制之类的应用中，可能需要动态调整翼面的角度。上述应用都离不开对物体表面间夹角的精确测量。

然而目前的角度测量技术并不一定能完全满足表面间夹角的测量需要，这是因为在有些场合下，光束可能会受到阻挡，使得基于光学原理的测量技术无法应用。由此可见，迫切需要能够克服上述缺陷的用于测量平面之间夹角的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于确定物体表面间夹角的方法，其具有适应性强和容易实现等优点。

按照本发明一个实施例的用于确定物体表面间夹角的方法包含下列步骤：

将两个加速度计分别与两个表面相固定；

获得两个加速度计测得的加速度，其中，在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得两个加速度计测得的加速度；以及

根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角。

优选地，在上述方法中，所述加速度计为三轴加速度传感器。

优选地，在上述方法中，所述两个加速度计的取向设置为使每个加速度计的其中一个坐标轴平行于所述两个表面的交界线，当两个表面重合时，其余两个坐标轴与另一个加速度计的相应坐标轴平行。

优选地，在上述方法中，所述两个加速度计的取向被设置为使得其测得的加速度的夹角对应于两个表面之间的夹角。

优选地，在上述方法中，确定两个表面之间的夹角的步骤包括下列步骤：

对两个加速度计测得的加速度施行内积运算和外积运算；

计算外积运算的结果值与内积运算的结果值的比值；以及

根据外积运算的结果值和内积运算的结果值的符号，由所述比值确定两个表面之间的夹角。

本发明的还有一个目的是提供一种用于确定物体表面间夹角的测量装置，其具有适应性强和容易实现等优点。

按照本发明一个实施例的测量装置包括：

两个加速度计，其分别与两个表面相固定；以及

与所述加速度计耦合的处理器，其配置为根据两个加速度计测得的加速度确定两个表面之间的夹角，

其中，所述加速度是在所述两个表面的交界线与重力加速度方向不平行的状态下获得的。

优选地，在上述测量装置中，所述测量装置为嵌入式系统，所述加速度计为三轴加速度传感器。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方 面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，附图包括：

图1为按照本发明一个实施例的嵌入式系统的示意图。

图2为按照本发明另一个实施例的用于确定物体表面间夹角的方法的流程图。

图3为两个物体表面呈一定夹角相交时的示意图。

图4为应用于图2所示实施例的物体表面间夹角计算例程的流程图。

具体实施方式

下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，从而使对本发明保护范围的理解更为全面和准确。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。

诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。