[发明专利]一种空间六自由度车载雷达天线位姿偏差测量及对接方法

说明书

本发明一种空间六自由度车载雷达天线位姿偏差测量及对接方法，能解决现有技术条件下难以在复杂环境下对空间六自由度车载雷达天线位姿偏差的实时测量及对接，结构简单，精度高，成本低。步骤如下：固定固定天线阵面；测量移动天线阵面与固定天线阵面之间相对X轴和Y轴的偏角，调整至平行；测量移动天线阵面与固定天线阵面绕Z轴方向的夹角，调整至平行；粗测量移动天线阵面与固定天线阵面在X轴方向和Z轴方向的距离，调整至高度近似等高，前后近似对齐；精测量移动天线阵面与固定天线阵面在X轴方向和Z轴方向的距离，调整至高度等高，前后对齐；测量移动天线阵面与固定天线阵面在Y轴方向的距离，调整至在Y轴方向的距离为0。

技术领域

本发明属于车载雷达天线测量及对接方法领域，更具体的说，涉及一种空间六自由度车载雷达天线位姿偏差测量及对接方法。

背景技术

现代科学技术的发展，在航空、航天、机床及自动化装备等众多领域内，机器自身的空间六自由度位置定位的应用技术应用越来越广泛，并且要求越来越高。对空间一物体，不仅要测量它的某一自由度指标，而且要求精确检测其空间位置。要想知道空间物体的六个自由度，及沿X、Y、Z三个坐标方向的位移计绕三个坐标方向的转角α、β、γ。目前国内外对物体的六自由度位姿已进行了较为深入的研究并开发出了相应的测量系统。对物体的六自由度位姿测量主要通过GPS技术、磁场感应技术、图像视觉处理技术及直接接触式测量集中方式实现。目前，在GPS技术方面，美国的Adroit公司推出的Adroit ADS姿态测量系统，TRIMBLE公司推出的MS860定位与字条测量系统；在应用磁场感应技术方面，美国的WilliamR.Patterson等人开发出用于测量远距离物体位置与角度的磁性追踪系统；在应用图像视觉处理技术方面，美国的perceptron、faro公司，英国的3D Scanners公司均开发了相应的视觉测量系统。

GPS技术适用于在视野开阔、障碍物较少的地区进行定位测量，尤其不适于进行室内位姿测量；磁感应原理由于其检测原理的限制，易受来自于周围环境磁场的影响，因此并不适于进行复杂条件下物体位姿的测量。直接接触式六自由度位姿测量技术由于其结构的局限，并不能运用于大型设备的位姿测量，且应用场合十分有限。现有的测量方式精度较低，成本较高，且难以实现六自由度的同时监控测量。

综合考虑功能要求、工作环境和成本等因素，本发明设计了一套低成本的空间位姿精确测量方案，提出了一种空间六自由度车载雷达天线位姿偏差测量及对接方法。综合采用CCD相机、PSD传感器、激光测距仪和倾角传感器，实现移动装置相对于固定装置的空间位姿偏差测量及对接。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种空间六自由度车载雷达天线位姿偏差测量及对接方法，能够解决现有技术条件下难以在实际情况下对空间六自由度车载雷达天线位姿偏差的实时测量及对接，且结构简单，精度高，成本低。

为解决上述技术问题，本发明一种空间六自由度车载雷达天线位姿偏差测量及对接方法包括如下步骤：

S1、固定固定天线阵面，并以固定天线阵面为基准；

S2、测量移动天线阵面与固定天线阵面之间相对X轴和Y轴的偏角Δβ和Δα，并根据测量结果将移动天线阵面调整至与固定天线阵面平行状态；

S3、测量移动天线阵面与固定天线阵面在绕Z轴方向的夹角θ，并根据测量结果将θ调整为0°，即移动天线阵面与固定天线阵面平行；

S4、粗测量移动天线阵面与固定天线阵面在X轴方向和Z轴方向的距离ΔX_t和ΔZ_t，并根据测量结果调整移动天线阵面与固定天线阵面在高度方向上近似等高，前后方向上近似对齐；

S5、精测量移动天线阵面与固定天线阵面在X轴方向和Z轴方向的距离ΔX_a和ΔZ_a，并根据测量结果调整移动天线阵面与固定天线阵面在高度方向上等高，前后方向上对齐；