一种航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法技术

本申请公开了一种航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法，包括：将航空相机内驱动系统框架与外驱动系统框架锁定于不同的相对位置，并控制外驱动系统框架以第一设定方式转动，获取各次测试过程中，陀螺测速传感器在其

【技术实现步骤摘要】
一种航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法


[0001]本申请一般涉及航空光电侦察
，尤其涉及一种航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法
。

技术介绍

[0002]航空相机作为机载图像采集设备，在航空侦查和测绘领域有着广泛的应用
。
如图2中所示，在航空相机中一般具备两个转轴延伸方向相互垂直，且分别平行于相机安装面的驱动系统
(
一般为设于安装基座上的外驱动系统和连接于外驱动系统内部的内驱动系统
)
，用于驱动成像器朝不同方向转动，完成对地面目标物的搜索和跟踪
。
为了使高速转动的成像器采集到的图像更清晰，需要实时获取成像器转速数据，并以该数据作为依据对成像器的成像
、
曝光进行补偿
。
在航空相机内部用于获取上述转速数据的装置为陀螺测速传感器，其被连接于成像器上，并随之同步转动
。
陀螺测速传感器内设
x、y、z
三个坐标轴
(
在陀螺测速传感器被安装时，以保证其
y
轴与内驱动系统转轴平行；且当内驱动系统处于零位时，
x
轴与外驱动系统转轴平行
)
，当其转动时，可获取自身相对于三个坐标轴的运动数据，将该运动数据换算至外驱动系统转轴和内驱动系统转轴上，并与内设比例因子相乘，即可分别获取自身绕外驱动系统转轴和内驱动系统转轴的转速，也即成像器绕外驱动系统转轴和内驱动系统转轴的转速，根据上述两个转速的合成转速，即可对成像器的成像进行补偿
。
实际中上述比例因子会随着航空相机使用时长的积累而发生偏差，进而造成陀螺测速传感器测得的成像器转速产生误差，成像器用于呈现的画面产生模糊
。
因此需要在一段时间后对陀螺测速传感器内设比例因子进行校正
。
现有的校正方式一般为：将陀螺测速传感器从航空相机中拆卸下来，并置于单轴机上，通过单轴机即其他数据测试装置获取陀螺测速传感器各坐标轴上的比例因子，再将其换算至外驱动系统转轴和内驱动系统转轴上
。
此种方法的缺陷在于，操作上较为繁琐，依赖精确地测量条件，并且当比例因子当前值与实际值偏差较大时，以该方法获取的比例因子与实际值存在较大误差
。
上述问题均为该领域亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种操作较为简便，且不依赖精确测量条件的航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法
。
[0004]具体技术方案如下：
[0005]将航空相机内驱动系统框架与外驱动系统框架锁定于不同的相对位置，并控制外驱动系统框架以第一设定方式转动，获取各次测试过程中，所述陀螺测速传感器在其
x
轴上测得的各第一运动数据，其中，在所述第一设定方式下，转动物体的周期为第一周期值和振幅为第一振幅值；
[0006]根据各次测试时，陀螺测速传感器
x
轴与外驱动系统转轴之间的夹角，将各所述第一运动数据换算至外驱动系统转轴上，得到各第二运动数据；
[0007]根据所述第二运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器相对于所述陀螺测速传感器
x
轴转过的各第一角度值；
[0008]根据各所述第一角度值，第一周期值和第一振幅值，获取陀螺测速传感器测量成像器绕外轴的转速时，所使用的第一比例因子；
[0009]控制所述外驱动系统框架以第二设定方式转动，获取各次测试过程中，所述陀螺测速传感器在其
y
轴上测得的各第三运动数据，其中，在所述第二设定方式下，转动物体的周期为第二周期值和振幅为第二振幅值；
[0010]根据所述第三运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器相对于所述陀螺测速传感器
y
轴转过的各第二角度值；
[0011]根据各所述第二角度值，第二周期值和第二振幅值，获取陀螺测速传感器测量成像器绕内轴的转速时，所使用的第二比例因子
。
[0012]作为本申请的进一步限定，所述控制外驱动系统框架以第一设定方式转动，具体为：令所述外驱动系统框架做周期为第一周期值和振幅为第一振幅值的正弦运动；
[0013]所述控制外驱动系统框架以第二设定方式转动，具体为：令所述外驱动系统框架做周期为第二周期值和振幅为第二振幅值的正弦运动
。
[0014]作为本申请的进一步限定，在根据所述第二运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器相对于所述陀螺测速传感器
x
轴转过的各第一角度值之前，还包括：对所述第二运动数据消除漂移量；
[0015]在根据所述第三运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器相对于所述陀螺测速传感器
y
轴转过的各第二角度值之前，还包括：对所述第三运动数据消除漂移量
。
[0016]作为本申请的进一步限定，所述将各所述第一运动数据换算至外驱动系统转轴上，得到各第二运动数据，依据如下公式：
[0017]ω
′
xi
＝
ω
xi
/cos(A
i
)
，
i
＝0，1，2……
M
，其中，
i
为测试次数；
A
i
为所述陀螺测速传感器
x
轴与外驱动系统转轴之间的夹角；
ω
xi
为所述第一运动数据；
ω
’
xi
为所述第二运动数据
。
[0018]作为本申请的进一步限定，所述对所述第二运动数据消除漂移量
,
依据如下公式：
[0019]，
[0020]其中
ω”xi
(k)
为消除漂移量之后的所述第二运动数据；
[0021]所述对所述第三运动数据消除漂移量，依据如下公式：
[0022]，
[0023]其中，
ω
yi
为所述第三运动数据，
ω
’
yi
为消除漂移量之后的所述第三运动数据
。
[0024]作为本申请的进一步限定，所述根据所述第二运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器相对于所述陀螺测速传感器
x
轴转过的各第一角度值，依据如下公式：
[0025]，
[0026]其中
T1为获取所述第一比例因子过程中各次测试的采样周期；
[0027]所述根据所述第三运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器相对于所述陀螺测速传感器
y
轴转过的各第二角度值，依据如下公式：
[0028]，
[0029]其中
T2为获取所述第二比例因子过程中各次测试的采样周期
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法，其特征在于，包括如下步骤：将航空相机内驱动系统框架
(1)
与外驱动系统框架
(2)
锁定于不同的相对位置，并控制外驱动系统框架
(1)
以第一设定方式转动，获取各次测试过程中，所述陀螺测速传感器
(3)
在其
x
轴上测得的各第一运动数据，其中，在所述第一设定方式下，转动物体的周期为第一周期值和振幅为第一振幅值；根据各次测试时，陀螺测速传感器
(3)x
轴与外驱动系统转轴
(O2)
之间的夹角，将各所述第一运动数据换算至外驱动系统转轴
(O2)
上，得到各第二运动数据；根据所述第二运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器
(3)
相对于所述陀螺测速传感器
(3)x
轴转过的各第一角度值；根据各所述第一角度值，第一周期值和第一振幅值，获取陀螺测速传感器
(3)
测量成像器
(4)
绕外驱动系统转轴
(O2)
的转速时，所使用的第一比例因子；控制所述外驱动系统框架
(2)
以第二设定方式转动，获取各次测试过程中，所述陀螺测速传感器
(3)
在其
y
轴上测得的各第三运动数据，其中，在所述第二设定方式下，转动物体的周期为第二周期值和振幅为第二振幅值；根据所述第三运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器
(3)
相对于所述陀螺测速传感器
(3)y
轴转过的各第二角度值；根据各所述第二角度值，第二周期值和第二振幅值，获取陀螺测速传感器
(3)
测量成像器
(4)
绕内驱动系统转轴
(O1)
的转速时，所使用的第二比例因子
。2.
根据权利要求1所述的航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法，其特征在于，所述控制外驱动系统框架
(2)
以第一设定方式转动，具体为：令所述外驱动系统框架
(2)
做周期为第一周期值和振幅为第一振幅值的正弦运动；所述控制外驱动系统框架
(2)
以第二设定方式转动，具体为：令所述外驱动系统框架
(2)
做周期为第二周期值和振幅为第二振幅值的正弦运动
。3.
根据权利要求2所述的航空相机中陀螺测速传感器比例因子获取方法，其特征在于，在根据所述第二运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器
(3)
相对于所述陀螺测速传感器
(3)x
轴转过的各第一角度值之前，还包括：对所述第二运动数据消除漂移量；在根据所述第三运动数据，获取各次测试过程中所述陀螺测速传感器
(3)
相对于所述陀螺测速传感器
(3)y
轴转过的各第二角度值之前，还包括：对所述第三运动数据消除漂移量
。4.
根据权利要求3所述的航空相机中陀螺测速传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：董浩，孙拓，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：