[发明专利]一种激光跟踪测量系统连续跟踪测量方法及装置

权利要求书

1.一种激光跟踪测量系统连续跟踪测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

惯性测量装置根据自身更新算法测得其自身相对于初始坐标系的位置和姿态；

激光跟踪测量系统测量合作靶标，并通过坐标系转换得到惯性测量装置相对于初始坐标系的位置和姿态；

利用最优估计算法对激光跟踪测量值和惯性测量值进行融合优化，得到惯性测量装置当前位置和姿态的最优估计值，并估计误差系数；

若目标保持锁定状态，激光跟踪测量系统不断估计并修正累积误差；

当光路中断目标丢失时，惯性测量装置利用中断前一刻位置和姿态的最优测量值和误差系数继续测量，连续输出自身位置和姿态测量值；

根据惯性测量装置坐标系到目标坐标系的转换关系，计算合作靶标当前的位置，并反馈至激光跟踪测量系统进行自动瞄准，恢复跟踪测量；

惯性测量装置的输出填补光路中断期间的测量数据。

2.根据权利要求1所述的一种激光跟踪测量系统连续跟踪测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：

将惯性测量装置刚性联接于被测目标上，定义惯性测量装置的坐标系；

将合作靶标固定在被测目标上，以合作靶标的自身结构建立目标坐标系，并标定由惯性测量装置坐标系到目标坐标系的转换关系。

3.根据权利要求1所述的一种激光跟踪测量系统连续跟踪测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：

在初始位置定义惯性测量装置初始坐标系；定义激光跟踪测量系统自身的坐标系为激光跟踪测量坐标系，并标定初始坐标系与激光跟踪测量坐标系的转换关系。

4.一种用于实施权利要求1-3中任一权利要求所述的一种激光跟踪测量系统连续跟踪测量方法的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：激光跟踪仪、6D传感器、惯性测量单元；

惯性测量单元与6D传感器均连接到机器人末端法兰上，在机器人高速运动过程中两者始终保持刚性固定连接关系；

机器人运动过程中，在没有遮挡的情况下，惯性测量单元与激光跟踪仪同步测量；

当跟踪过程中光线被障碍物遮挡，光路中断目标丢失时，惯性测量单元利用中断前一刻的最优估计值以及误差系数继续保持自主测量，连续输出自身位置和姿态的测量值；

根据坐标系转换关系得到6D传感器原点的坐标；

惯性测量单元经过误差系数修正，在有限时间内仍然能够保持位置精度；

将6D传感器原点的坐标反馈至激光跟踪仪的控制系统，一方面控制激光束自动瞄准目标，实现了跟踪功能，另一方面，惯性测量单元的输出填补光路中断期间的测量数据。