[发明专利]立方镜相对位姿的标定方法

说明书

一种立方镜相对位姿的标定方法及该系统，利用采集的图像进行计算获得。采用倾斜一定角度的条纹像进行推扫成像，当目标移动速度与TDI图像传感器行频匹配时，动态图像中拍频条纹的倾斜角度与实际条纹倾斜角度相同，当目标移动速度与TDI图像传感器行频不匹配时，动态图像中拍频条纹的倾斜角度会发生变化，与实际条纹倾斜角度产生偏差。通过计算动态图像中条纹像的倾斜角度，利用速度偏差‑倾斜角度曲线可计算得到当前行频偏差系数，通过对当前行频修正，即可得到准确的行频参数。该方法采用实时动态图像进行计算，图像速度偏差测试分辨率可达千分之一。该方法对光电系统整机进行测试，只需要图像即可进行参数计算，测试流程方便。

技术领域

本发明属于光电测试技术领域，尤其涉及立方镜相对位姿的标定方法。

背景技术

立方镜常常用来代表某个设备的姿态，立方镜的镜面法线方向就代表着设备坐标系的坐标轴指向。在设备的使用过程中，常常需要标定两个设备之间的相对姿态，实际上就是标定这两个设备的立方镜之间的相对姿态。例如，在卫星上，如果安装了相机和星敏感器，则通常需要标定相机立方镜和星敏感器立方镜之间的相对姿态。

两个立方镜之间的相对姿态，是指两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，或者两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角。目前，两个立方镜之间相对姿态的标定主要采用的是经纬仪布站测量法，该方法需要使用至少4台经纬仪，作至少4次自准直瞄准和3次互瞄准，测量出至少10个角度值，标定过程十分繁琐，标定时间长。

发明内容

本发明提供了一种立方镜相对位姿的标定方法，该方法只需要使用2台经纬仪，作4次自准直瞄准和1次互瞄准，测量出6个角度值，就可以标定出两个立方镜之间的相对姿态，既可以计算出两个立方镜坐标系之间的转换矩阵，也可以计算出两个立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角。该方法大大简化了标定流程，缩短了标定时间。具体包括：

一种立方镜相对位姿的标定方法，包括如下步骤：

S1在第一立方镜上任选两个互相垂直的面，记为面1和面2，在第二立方镜上选择两个互相垂直的面，记为面3和面4；

S2所述面1前设置第一经纬仪，并将所述第一经纬仪与所述面1进行自准直瞄准，记录第一经纬仪的俯仰角读数v₁ ，并将第一经纬仪的水平角读数清零；

S3所述面3前设置第二经纬仪，并将所述第二经纬仪与所述面2进行自准直瞄准，记录第二经纬仪的俯仰角读数v₂ ，并将第二经纬仪的水平角读数清零；

S4保持所述第一经纬仪和第二经纬仪的位置不移动，将所述第一经纬仪和第二经纬仪进行互瞄准，记录第一经纬仪的水平角读数h₁和第二经纬仪的水平角读数h₂；

S5将所述第一经纬仪放置于所述面2前，调整水平后，将所述第一经纬仪对所述面2进行自准直瞄准，记录所述第一经纬仪的俯仰角读数v₃；

S6将所述第二经纬仪放置于所述面4前，调整水平后，将所述第二经纬仪对面4进行自准直瞄准，记录所述第二经纬仪的俯仰角读数v₄；

S7根据测量得到的俯仰角v₁、v₂、v₃、v₄和水平角h₁、h₂ ，计算两个立方镜坐标系之间的转换矩阵或者第一立方镜和第二立方镜坐标系的各个坐标轴之间的夹角，即完成了两个立方镜之间相对姿态的标定。

优选的，所述第一立方镜与所述第二立方镜两者的相对位置的夹角呈锐角。