[发明专利]空间矢量物三维旋转坐标测量方法

摘要

本发明公开了一种空间矢量物三维旋转坐标测量方法，步骤如下：1）在被测矢量物上安装激光器，被测矢量物一侧放置反射棱镜，另一侧放置透镜，在透镜后放置光电测探阵列；2）被测矢量物未发生改变时在第一光电测探阵列上的像点储存在计算机中；3）被测矢量物旋转角改变时，激光在反射棱镜上的入射位置改变，导致光线反射到第二光电测探阵列上；4）光电测探阵列将采集的数据送入计算机，获得两个像点坐标；5）通过计算机分析计算，获得矢量物三维旋转角的信息后，由单片机控制数控转台将被测矢量物转回原始位置。本发明方法中使用的测量装置具有结构合理简单，抗干扰性强，能够及时准确地判定空间被测矢量物微小角度变动等优点。

主权项

1.空间矢量物三维旋转坐标测量方法，其特征在于：在该方法中采用了一种测量装置，该测量装置包括激光器、反射棱镜、第一光电测探阵列、第二光电测探阵列、第一透镜、第二透镜和计算机；该方法包括如下步骤：1）、在被测矢量物的测试点上安装激光器，在被测矢量物旁边的一侧放置反射棱镜，并在被测矢量物旁边的另一侧放置第一透镜和第二透镜，且在第一透镜后放置第一光电测探阵列，在第二透镜后放置第二光电测探阵列，第一光电测探阵列和第二光电测探阵列用来进行反射光信号的接收；2）、在被测矢量物未发生任何空间角度改变时，激光器发出的激光经反射棱镜反射后，经第一透镜聚焦后，再由第一光电测探阵列进行反射光信号的接收并输入计算机，由计算机作为标准储存在计算机处理系统的数据库中；3）、被测矢量物在空间上有角度改变时，激光器发射出的激光在反射棱镜上的入射位置也会随之改变，从而导致反射棱镜上光线反射到第二光电测探阵列上；4）、第一光电测探阵列和第二光电测探阵列通过光电编码机将光信号转变为电信号，并将采集到的该电信号数据送入计算机，由计算机执行如下步骤进行分析计算，获得被测矢量物在空间上改变的角度信息；4.1）、入射光在反射棱镜上的坐标为：上式中，为光源的空间坐标,为入射光在反射棱镜上的光点坐标，为光源光束在设定坐标x-z和y-z面上的投影线相对于z轴的夹角；4.2）、入射光经棱镜反射后在第一光电测探阵列上的像点坐标为：上式中，为第一光电测探阵列上的光点坐标，为第一透镜和第二透镜的焦距；4.3）、入射光经棱镜反射后在第二光电测探阵列上的像点坐标为：上式中，为第二光电测探阵列上的像点坐标，为第二透镜上的光点坐标；4.4）、将以上各式联立，可得：；5）、被测矢量物的空间角度改变可以通过比较在两个光电测探阵列上的像点差异实现，获得被测矢量物偏离角度的信息后，通过串口通讯将偏离信息传送到单片机中，由单片机控制数控转台在三维方向上的转动，控制被测矢量物转回原始位置，从而实现复位功能。