[发明专利]一种三维角度测量系统

摘要

本发明提供的三维角度测量系统，包括：测量端和目标端，所述目标端包括直角棱镜，所述测量端包括白光光源、聚光镜、分划板、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第一窄带滤光片、第二窄带滤光片、准直物镜、第一面阵探测器及第二面阵探测器，本发明利用直角棱镜的不同反射面，斜面表征方位及俯仰角变化，两直角面表征横滚转角变化，可实现三维角度同时测量，具有较高的测角精度，结构简单紧凑，成本低廉，免维护、使用便捷，系统具有良好的工程应用前景。

主权项

1.一种三维角度测量系统，其特征在于，包括：测量端和目标端，所述目标端包括直角棱镜，所述测量端包括白光光源、聚光镜、分划板、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第一窄带滤光片、第二窄带滤光片、准直物镜、第一面阵探测器及第二面阵探测器；所述直角棱镜的斜面对入射的短波段的绿光进行反射且对入射的长波段的红光进行透射，所述第二面阵探测器仅允许入射的红光透过，其中：所述白光光源发出的光照亮位于所述聚光镜焦平面的分划板，再经所述准直物镜准直后成为平行光束，所述平行光束入射所述直角棱镜的斜面：其中，短波段的绿光经所述直角棱镜的斜面反射后再依次经所述准直物镜、所述第一分光棱镜及所述第一窄带滤光片后被所述第一面阵探测器接收并进行后续的图像处理，通过所述分划板像的位移变化得到相应的方位及俯仰角的信息；其中，长波段的红光透射所述直角棱镜的斜面，并经所述直角棱镜的两直角面反射后再依次经所述准直物镜、所述第一分光棱镜、所述第二分光棱镜及所述第二窄带滤光片后被所述第二面阵CCD接收并进行后续的图像处理，当所述直角棱镜绕光轴z轴发生旋转时，引起反射光线的旋转，以使所述分光板的像绕x轴旋转，从而导致在所述第二面阵探测器上斜率的变化，以建立直角棱镜绕光轴旋转角度与上述分划板像的斜率变化之间的定量关系获取横滚角。