[实用新型]一种获取空间姿态变化的单摄像机结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其是一种获取空间姿态变化的单摄像机结构。

背景技术

空间姿态是反映被测物体空间状态的重要参数，包括横滚角、俯仰角和航向角，这些参数的获取可以为后续的判断和评估提供依据。

目前通常在被测物体下方选取三个点悬挂标尺，可通过线激光器打出激光束对准标尺上的刻度(也可用经纬仪)，如被测物体空间姿态改变，标尺上的刻度值也发生改变，然后通过计算来确定各参数，此种方法为人工测量读数，精度难以保证，同时实时性差，一定程度上影响后续的判断和评估。也可通过摄像机来获取被测物体空间姿态的变化，但是由于单个摄像机视场有限，为保证测量的精度须拉开基线，因此必须采用多个摄像机来对准被测物体上的各个点以监测其空间姿态的变化，此种方法成本较高，后期图像和数据处理麻烦。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种获取空间姿态变化的单摄像机结构，采用单个摄像机完成对空间姿态变化的获取，图像处理简单且成本较低。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种获取空间姿态变化的单摄像机结构，包括瞬时拍摄在被测物体上选取的三个基准点成像图片的单摄像机本体，单摄像机本体包括反射镜、第一半反半透镜、第二半反半透镜、物镜和探测器件，单摄像机本体内沿着光线反射方向依次设置有反射镜、第一半反半透镜、第二半反半透镜、物镜和探测器件，反射镜、第一半反半透镜、第二半反半透镜分别与物镜的光轴形成一定的夹角，能够把在被测物体上选取的三个基准点引入物镜的视场，成像于探测器件的靶面中心区域。

进一步地，物镜和探测器件的设置方向与光线反射方向垂直。

本实用新型一种获取空间姿态变化的单摄像机结构，采用单个摄像机完成对空间姿态变化的获取，相对于多个摄像机，该结构获取的图像处理简单且成本较低。

附图说明

图1为本实用新型一种获取空间姿态变化的单摄像机结构示意图；

图2为本实用新型中三个基准点成像于探测器件靶面的光路原理图。

具体实施方式

本实用新型所列举的实施例，只是用于帮助理解本实用新型，不应理解为对本实用新型保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思想的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

如图1所示，本实用新型一种获取空间姿态变化的单摄像机结构，包括瞬时拍摄在被测物体上选取的三个基准点成像图片的单摄像机本体4，单摄像机本体4包括反射镜5、第一半反半透镜6、第二半反半透镜7、物镜8和探测器件9，单摄像机本体4内沿着光线反射方向依次设置有反射镜5、第一半反半透镜6、第二半反半透镜7、物镜8和探测器件9，反射镜5、第一半反半透镜6、第二半反半透镜7的安放位置(即与物镜8的光轴的夹角)和选取的三个基准点的位置有关，能够把在被测物体上选取的三个基准点引入物镜8的视场，成像于探测器件9的靶面中心区域，物镜8和探测器件9的设置方向与光线反射方向垂直。

如图2所示，在被测物体上选取三个基准点，分别为标记点A1、标记点B2和标记点C3，标记点A1经过反射镜5的反射，通过第一半反半透镜6、第二半反半透镜7和物镜8成像于探测器件9的靶面；标记点B2经过第一半反半透镜6的反射，通过第二半反半透镜7和物镜8成像于探测器件9的靶面；标记点C3经过第二半反半透镜7的反射，通过物镜8成像于探测器件9的靶面，瞬时拍摄三个基准点成像于探测器件9靶面的图片，通过前后两次所拍图片，就能获取三个基准点相对位置的改变(即被测物体空间姿态变化)。

因此，采用单个摄像机就能完成对被测物体空间姿态变化的获取，相对于多个摄像机对准被测物体上的各个点以监测其位置的变化，该结构获取的图像处理简单且成本较低。