[发明专利]一种位姿参数测量方法和装置有效
| 申请号： | 202010647030.7 | 申请日： | 2020-07-07 |
| 公开（公告）号： | CN111736165B | 公开（公告）日： | 2023-08-25 |
| 发明（设计）人： | 吴冠豪;蒋瑞林;周思宇 | 申请（专利权）人： | 清华大学 |
| 主分类号： | G01S17/42 | 分类号： | G01S17/42 |
| 代理公司： | 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 | 代理人： | 刘新宇 |
| 地址： | 100084*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 参数 测量方法 装置 | ||
1.一种位姿参数测量方法，其特征在于，包括：
基于双光梳测距系统，分别确定三个基站到被测靶标上三个被测物的绝对距离；
根据所述三个基站到所述三个被测物的绝对距离，分别确定所述三个被测物在世界坐标系下的坐标，其中，所述世界坐标系是根据所述三个基站的位置构建得到的；
根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的坐标，确定所述被测靶标的六自由度位姿参数；
其中，所述基于双光梳测距系统，分别确定三个基站到被测靶标上三个被测物的绝对距离，包括：
在所述被测靶标移动前，基于所述双光梳测距系统，分别确定所述三个基站到所述三个被测物的第一绝对距离；
在所述被测靶标移动后，基于所述双光梳测距系统，分别确定所述三个基站到所述三个被测物的第二绝对距离；
所述根据所述三个基站到所述三个被测物的绝对距离，分别确定所述三个被测物在世界坐标系下的坐标，包括：
根据所述三个基站到所述三个被测物的第一绝对距离，分别确定所述三个被测物在所述世界坐标系下的第一坐标；
根据所述三个基站到所述三个被测物的第二绝对距离，分别确定所述三个被测物在所述世界坐标系下的第二坐标；
所述六自由度位姿参数包括旋转参数；
所述根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的坐标，确定所述被测靶标的六自由度位姿参数，包括：
根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的第一坐标，确定被测靶标坐标系下三个坐标轴的第一单位矢量，以及根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的第二坐标，确定所述被测靶标坐标系下三个坐标轴的第二单位矢量，其中，所述被测靶标坐标系是根据所述三个被测物的位置构建得到的；
根据所述被测靶标坐标系下三个坐标轴的第一单位矢量，确定第一角度参数，以及根据所述被测靶标坐标系下三个坐标轴的第二单位矢量，确定第二角度参数；
根据所述第一角度参数和所述第二角度参数，确定所述旋转参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六自由度位姿参数包括平移参数；
所述根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的坐标，确定所述被测靶标的六自由度位姿参数，包括：
根据目标被测物在所述世界坐标系下的第一坐标和所述目标被测物在所述世界坐标系下的第二坐标，确定所述平移参数，其中，所述目标被测物为所述三个被测物中的一个，在所述被测靶标移动过程中存在绕所述目标被测物的旋转。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述双光梳测距系统包括第一光梳和第二光梳；
所述基于双光梳测距系统，分别确定三个基站到被测靶标上三个被测物的绝对距离，包括：
针对任一所述基站和任一所述被测物，基于所述双光梳测距系统，根据所述第一光梳确定测量脉冲和参考脉冲，根据所述第二光梳确定采样脉冲；
根据所述采样脉冲和所述测量脉冲得到测量干涉信号，以及根据所述采样脉冲和所述参考脉冲得到参考干涉信号；
根据测量周期内的所述测量干涉信号和所述参考干涉信号之间的时间延迟Δt、所述第一光梳的脉冲重复频率fr1、所述第一光梳和所述第二光梳的脉冲重复频率之差Δfr，以及脉冲的群速度vg，确定所述基站到所述被测物的绝对距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双光梳测距系统还包括带通滤波片，其中，所述带通滤波片的带宽小于fr1fr22(Δfr)，fr2是所述第二光梳的脉冲重复频率。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双光梳测距系统还包括低通滤波器，其中，所述低通滤波器的滤波范围是0～fr22。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双光梳测距系统还包括探测器，其中，所述探测器的响应带宽大于fr2。
7.一种位姿参数测量装置，其特征在于，包括：
绝对距离测量模块，用于基于双光梳测距系统，分别确定三个基站到被测靶标上三个被测物的绝对距离；
坐标确定模块，用于根据所述三个基站到所述三个被测物的绝对距离，分别确定所述三个被测物在世界坐标系下的坐标，其中，所述世界坐标系是根据所述三个基站的位置构建得到的；
参数确定模块，用于根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的坐标，确定所述被测靶标的六自由度位姿参数；
其中，所述绝对距离测量模块，具体用于：
在所述被测靶标移动前，基于所述双光梳测距系统，分别确定所述三个基站到所述三个被测物的第一绝对距离；
在所述被测靶标移动后，基于所述双光梳测距系统，分别确定所述三个基站到所述三个被测物的第二绝对距离；
所述坐标确定模块，具体用于：
根据所述三个基站到所述三个被测物的第一绝对距离，分别确定所述三个被测物在所述世界坐标系下的第一坐标；
根据所述三个基站到所述三个被测物的第二绝对距离，分别确定所述三个被测物在所述世界坐标系下的第二坐标；
所述六自由度位姿参数包括旋转参数；
所述参数确定模块，具体用于：
根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的第一坐标，确定被测靶标坐标系下三个坐标轴的第一单位矢量，以及根据所述三个被测物在所述世界坐标系下的第二坐标，确定所述被测靶标坐标系下三个坐标轴的第二单位矢量，其中，所述被测靶标坐标系是根据所述三个被测物的位置构建得到的；
根据所述被测靶标坐标系下三个坐标轴的第一单位矢量，确定第一角度参数，以及根据所述被测靶标坐标系下三个坐标轴的第二单位矢量，确定第二角度参数；
根据所述第一角度参数和所述第二角度参数，确定所述旋转参数。
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