[发明专利]滚转角测量方法及装置

说明书

本公开涉及一种滚转角测量方法及装置。所述方法包括：采用剪切散斑干涉法测量物面滚转所引起的相位变化；根据所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面的滚转角。本公开可以有效提高滚转角的测量速度，并且由于剪切散斑干涉法在一定程度上放松了严格的机械和热稳定性要求，使得该方法可以适应非实验环境下的滚转角测量。

技术领域

本公开涉及全场光测量技术领域，尤其涉及一种滚转角测量方法及装置。

背景技术

刚体自由度的测量具有显著的工程意义，它在姿态控制、精密加工等方面有重要的作用。例如，在飞行器姿态控制、机床加工刀具精确定位等方面都获得了广泛的应用。

滚转角是刚体六个自由度之一，对它的精密测量可以作为角位移定位的基础，也可以作为有效控制滚转角误差的依据。目前，已经提出了基于数字散斑干涉技术进行滚转角测量的方法，可以实现全场、非接触、高精度测量。但是，基于数字散斑干涉技术进行滚转角测量的测量实时性较差，无法满足工程应用中对滚转角测量的时效要求。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种滚转角测量方法及装置。

根据本公开的一方面，提供了一种滚转角测量方法，包括：

采用剪切散斑干涉法测量物面滚转所引起的相位变化；

根据所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面的滚转角。

在一种可能的实现方式中，采用剪切散斑干涉法测量物面滚转所引起的相位变化，包括：

在所述物面滚转前，采用所述剪切散斑干涉法测量所述物面的第一相位分布信息；

在所述物面滚转后，采用所述剪切散斑干涉法测量所述物面的第二相位分布信息；

根据所述第一相位分布信息和所述第二相位分布信息，确定所述物面滚转所引起的相位变化。

在一种可能的实现方式中，根据所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面的滚转角，包括：

根据所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面滚转所引起的物面形变在剪切方向的空间梯度；

根据所述物面滚转所引起的物面形变在剪切方向的空间梯度，确定所述物面的滚转角。

在一种可能的实现方式中，采用剪切散斑干涉法测量物面滚转所引起的相位变化，包括：

在所述物面滚转的过程中，采用所述剪切散斑干涉法测量所述物面在预设时长内的相位分布信息；

根据所述物面在所述预设时长内的相位分布信息，确定所述物面上的目标观测点在所述预设时长内由所述物面滚转所引起的相位变化。

在一种可能的实现方式中，根据所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面的滚转角，包括：

根据所述目标观测点在所述预设时长内由所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面在所述预设时长内各个测量时刻的滚转角。

根据本公开的另一方面，提供了一种滚转角测量装置，包括：

剪切散斑干涉测量模块，用于采用剪切散斑干涉法测量物面滚转所引起的相位变化；

滚转角测量模块，用于根据所述物面滚转所引起的相位变化，确定所述物面的滚转角。

在一种可能的实现方式中，所述剪切散斑干涉测量模块，包括：

第一测量子模块，用于在所述物面滚转前，采用所述剪切散斑干涉法测量所述物面的第一相位分布信息；

第二测量子模块，用于在所述物面滚转后，采用所述剪切散斑干涉法测量所述物面的第二相位分布信息；