[发明专利]一种位姿测算光学仪器及调试方法

权利要求书

1.位姿测算光学仪器调试方法，其特征在于，所述位姿测算光学仪器包括光学相机、安装在光学相机上的多个激光器组件和一个光学镜头，所述激光器组件和光学镜头均设置于光学相机的同一平面上；所述光学相机设置有图像探测器和图像数据处理电路；所述光学镜头的光轴与图像探测器的视轴重合，光学镜头的光轴与图像探测器感光面垂直，光学镜头中心与图像探测器中心为同轴设置；所述激光器组件包括激光器和调整垫，调整垫设置于激光器与光学相机之间，多个激光器组件以光学镜头的光轴为中心沿圆周方向均布，所述激光器的光轴与光学镜头的光轴形成一定的夹角，所述的调试方法包括以下步骤：

1)通过测量光学相机、光学镜头和激光器组件的外部包络尺寸确定数值l₂，同时确定与l₂相关的数值L，L的数值是l₂的200倍以上，其中，l₂为激光器发光点中心到光学镜头光轴的垂直距离，L为激光器发光点在光学镜头光轴上的投影与目标靶板圆形标识在光学镜头光轴上的投影间的距离；

2)根据确定的l₂值、L值以及给定的夹角值A,通过公式A＝tan^-1(l₁-l₂L)确定目标靶板圆形标识中心到目标靶板十字形标识中心的距离l₁；其中，A为激光器光轴与光学镜头光轴的夹角；

3)根据计算得到的l₁值制作目标靶板；

4)位姿测算光学仪器开机，将位姿测算光学仪器和目标靶板固定在气浮平台，目标靶板安装在光学镜头的前端，且与图像探测器视轴垂直，调整目标靶板的姿态，直到目标靶板十字标识通过光学相机成像后与光学相机的虚拟十字型参考标识重合，在光学镜头光轴方向上移动目标靶板，根据确定的L值对目标靶板进行固定；

5)光学相机对目标靶板的十字形标识、圆形标识及激光器在目标靶板上照亮的激光光斑成像并采集图像，测量得到目标靶板圆形标识中心与激光器照亮在目标靶板上的圆形光斑中心的距离Δl₁，根据所得到的Δl₁，通过公式Δl₁＝L·[tanA₁-tanA],得到A₁值，若A₁与A差值在±1′之内，当前状态下激光器的安装角度A₁符合要求，位姿测算光学仪器调试完成；否则，进行步骤6)：

6)修正激光器组件调整垫的厚度,对激光器组件的位置及指向进行微调，重新测量得到目标靶板圆形标识中心与激光器照亮在目标靶板上的圆形光斑中心的距离Δl₁′，通过公式Δl₁′＝L·[tanA₁′-tanA],得到A₁′值，若A₁′与A差值在±1′之内，当前状态下激光器的安装角度A₁′符合要求，位姿测算光学仪器调试完成；否则，重复步骤6)，直到激光器的安装角度符合要求，位姿测算光学仪器调试完成。

2.根据权利要求1所述的位姿测算光学仪器调试方法，其特征在于：所述目标靶板中心设有十字状标识和圆形标识，所述十字标识线宽＜0.1mm、线长20mm，所述四个圆形标识以十字中心为圆心沿圆周方向均布，且位于十字型标识四个象限45°夹角线上，所述圆形标识的直径与激光器光斑直径相同。

3.根据权利要求1或2所述的位姿测算光学仪器调试方法,其特征在于：激光器组件数量为4个，设置在光学相机表面四个象限45°夹角线上。

4.根据权利要求3所述的位姿测算光学仪器调试方法其特征在于：激光器光轴与光学镜头光轴的夹角A＝2°±1′。