[发明专利]基于二次平台线阵CCD的倾角测量方法

权利要求书

1.一种基于二次平台线阵CCD的倾角测量方法，所述方法是基于二次平台线阵CCD的倾角测量系统来实现的，所述系统包括：二次平台，整个平台，旋转半导体激光器，线阵CCD，信号处理器(DSP)；将旋转半导体激光器设置在二次平台表面，将线阵CCD设置在整个平台四周，设置线阵CCD的感光面法线的交点在整个平台中心；二次平台可在整个平台上运动，线阵CCD连接信号处理器；

其特征在于所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一、旋转半导体激光器旋转扫描周围的线阵CCD，在线阵CCD屏幕上留下高度不等的光点，得到线阵CCD屏幕上光点的高度数据；将相邻的线阵CCD上光点的高度数据信号发送给数字信号处理器；

步骤二、根据DSP中光点的高度信号求解光点构成平面的倾角α；

步骤三、根据旋转半导体激光器打到线阵CCD及DSP接到信号后经历的响应时间误差对倾角α进行补偿，将补偿后的倾角α₀作为当前平台的倾角。

2.根据权利要求1所述的基于二次平台线阵CCD的倾角测量方法，其特征在于：步骤一的“旋转半导体激光器旋转扫描周围的线阵CCD，在线阵CCD屏幕上留下高度不等的光点，得到线阵CCD屏幕上光点的高度数据”的实现过程为：以整个平台的中心为原点，以二次平台平面作为X0Y平面建立坐标系，Z轴垂直X0Y，以线阵CCD所在平面的位置标记线阵CCD在X0Y平面内的坐标，记为(x，y)，相应线阵CCD中的光点的坐标记为(x，y，z)。

3.根据权利要求2所述的基于二次平台线阵CCD的倾角测量方法，其特征在于：步骤二的“根据DSP中光点的高度信号求解光点构成平面的倾角α”实现过程为：

步骤1：选取相邻的3个线阵CCD上的光点高度数据信号记为线阵CCD上3个点的空间坐标A(x₁，y₁，z₁)，B(x₂，y₂，z₂)，C(x₃，y₃，z₃)；

步骤2：以A(x₁，y₁，z₁)，B(x₂，y₂，z₂)，C(x₃，y₃，z₃)三点确定一个平面记为平面ABC，根据公式(1)求得平面ABC的法线方向矢量(a,b,c)；

(a,b,c)＝[(x₂-x₁),(y₂-y₁),(z₂-z₁)]×[(x₃-x₁),(y₃-y₁),(z₃-z₁)]

＝[(y₂-y₁)(z₃-z₁)-(z₂-z₁)(y₃-y₁)]i-[(x₂-x₁)(z₃-z₁)-(x₃-x₁)(z₂-z₁)]j   (1)

+[(x₂-x₁)(y₃-y₁)-(x₃-x₁)(y₂-y₁)]k

i，j，k为X，Y，Z的单位向量；

步骤3：根据公式(2)计算平面ABC与平面X0Y夹角的余弦；

cosα(a,b,c)(0,0,1)|(a,b,c)|=(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1)|(a,b,c)|---(2)]]>

根据公式(3)平面ABC与平面X0Y夹角，即倾角α；

α＝arccos(cosα)   (3)。

4.根据权利要求3所述的基于二次平台线阵CCD的倾角测量方法，其特征在于：步骤三“根据旋转半导体激光器打到线阵CCD及DSP接到信号后经历的响应时间误差对倾角α进行补偿”的实现过程为：

根据公式(4)对倾角α进行误差补偿，补偿后倾角为α₀；

α₀＝α+T*W   (4)

T为旋转半导体激光器打到线阵CCD后真正把高度数据信号发送给DSP经历的响应时间，W为平台的角速度。