【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测量，尤其涉及一种激光测量系统的非线性误差修正方法及装置。
技术介绍
1、随着科学研究的快速发展和工业生产水平飞速提高，科研和工业领域对位移测量也提出了更高的要求，位移测量的最小变化量也正朝着纳米量级方向发展。
2、零差鉴相算法以及外差鉴相算法均是进行激光位移测量的方法，在经激光干涉仪生成干涉信号之后，通过一系列分光及延迟将干涉信号分为多个存在相位差的信号，并利用多个存在相位差的信号产生两路正交信号，且两路正交信号的交流幅值均为干涉信号的交流幅值，两路正交信号的相位由激光干涉仪中参考光路与测量光路之间的相位差决定。此后，利用两路正交信号进行鉴相，即可确定激光干涉仪中参考光路与测量光路之间的相位差，进而实现激光位移测量。
3、由于激光测量系统中会引入信号直流偏置、信号不等增益和非正交误差等周期性的非线性误差，该非线性误差为非正交误差，会使两路正交信号形成的李萨茹圆畸变成一个椭圆，影响测量精度。因此必须对非线性误差进行修正。现有技术中，在对非线性误差进行修正时，通常是从硬件上改善光路，这种方法极大地增加了激光测量系统的复杂性，不仅增加实验成本，且对环境影响的敏感度会更高，而且无法实现对非线性误差的在线修正。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种激光测量系统的非线性误差修正方法及装置，用以解决现有技术中存在的缺陷。
2、本专利技术提供一种激光测量系统的非线性误差修正方法，包括：
3、接收基于激光测量系统产生的干涉信号得到的
4、确定表征所述两路理论正交信号的李萨如曲线的椭圆表达式，并以所述椭圆表达式中的椭圆参数为状态参量，以所述椭圆表达式为观测方程，构建状态空间方程，并基于扩展卡尔曼滤波器对所述状态空间方程进行求解，得到所述椭圆参数的取值；
5、基于所述椭圆参数的取值，确定所述误差变量的取值，并基于所述误差变量的取值以及所述两路理论正交信号，确定两路理论正交信号对应的两路实际正交信号，实现对所述非线性误差的在线修正。
6、根据本专利技术提供的一种激光测量系统的非线性误差修正方法，所述基于所述误差变量的取值以及所述两路理论正交信号，确定两路理论正交信号对应的两路实际正交信号，实现对所述非线性误差的在线修正，之后包括：
7、基于所述两路实际正交信号，确定所述激光测量系统中参考光路与测量光路之间的相位差取值；
8、基于所述相位差取值，确定所述激光测量系统的测量结果。
9、根据本专利技术提供的一种激光测量系统的非线性误差修正方法，所述基于所述两路实际正交信号，确定所述激光测量系统中参考光路与测量光路之间的相位差取值，包括：
10、将所述两路实际正交信号进行反正切计算，得到计算结果，并对所述计算结果进行解卷绕，得到所述相位差取值。
11、根据本专利技术提供的一种激光测量系统的非线性误差修正方法，所述确定表征所述两路理论正交信号的李萨如曲线的椭圆表达式，之后包括：
12、基于椭圆约束条件，对所述椭圆表达式中的椭圆参数进行归一化。
13、根据本专利技术提供的一种激光测量系统的非线性误差修正方法，所述基于所述椭圆参数的取值，确定所述误差变量的取值，包括：
14、基于所述含误差表达式以及所述椭圆表达式，确定所述椭圆参数与所述误差变量之间的对应关系；
15、基于所述对应关系以及所述椭圆参数的取值，确定所述误差变量的取值。
16、根据本专利技术提供的一种激光测量系统的非线性误差修正方法，所述基于扩展卡尔曼滤波器对所述状态空间方程进行求解，得到所述椭圆参数的取值，包括：
17、基于所述状态空间方程，建立状态估计方程以及状态更新方程；
18、基于所述状态估计方程以及所述状态更新方程，对所述状态参量的取值进行迭代预测，直至达到迭代结束条件，得到所述椭圆参数的取值。
19、根据本专利技术提供的一种激光测量系统的非线性误差修正方法，所述状态更新方程基于如下步骤构建：
20、基于所述状态参量以及所述两路理论正交信号的信号参量，构建测量噪声协方差矩阵，并基于所述两路理论正交信号的信号参量，构建所述观测方程对所述状态参量的雅可比矩阵；
21、基于所述测量噪声协方差矩阵以及所述雅可比矩阵，构建所述状态更新方程。
22、本专利技术还提供一种激光测量系统的非线性误差修正装置，包括：
23、表达式模块，用于接收基于激光测量系统产生的干涉信号得到的两路理论正交信号，并确定所述两路理论正交信号的含误差表达式，基于所述含误差表达式确定所述激光测量系统中参考光路与测量光路之间的相位差表达式；所述含误差表达式包括由所述激光测量系统的非线性误差引起的误差变量；
24、方程求解模块，用于确定表征所述两路理论正交信号的李萨如曲线的椭圆表达式，并以所述椭圆表达式中的椭圆参数为状态参量，以所述椭圆表达式为观测方程，构建状态空间方程，并基于扩展卡尔曼滤波器对所述状态空间方程进行求解，得到所述椭圆参数的取值；
25、在线修正模块，用于基于所述椭圆参数的取值，确定所述误差变量的取值，并基于所述误差变量的取值以及所述两路理论正交信号，确定两路理论正交信号对应的两路实际正交信号，实现对所述非线性误差的在线修正。
26、本专利技术还提供一种激光测量系统，包括：激光干涉仪、光路调整装置、光电探测器以及处理器；
27、所述激光干涉仪用于基于参考光路与测量光路，输出干涉信号；
28、所述光路调整装置用于接收所述干涉信号，并产生两路理论正交信号；
29、所述光电探测器与所述处理器连接，用于对所述两路理论正交信号进行探测，并将探测得到的所述两路理论正交信号传输至所述处理器；
30、所述处理器用于执行上述的激光测量系统的非线性误差修正方法。
31、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的激光测量系统的非线性误差修正方法。
32、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的激光测量系统的非线性误差修正方法。
33、本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的激光测量系统的非线性误差修正方法。
34、本专利技术提供的激光测量系统的非线性误差修正方法及装置，该方法首先接收基于激光测量系统产生的干涉信号得到的两路理论正交信号，并确定两路理论正交信号的含误差表达式，基于含误差表达式确定激光测量系统中参考光路与测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于所述误差变量的取值以及所述两路理论正交信号，确定两路理论正交信号对应的两路实际正交信号，实现对所述非线性误差的在线修正，之后包括：
3.根据权利要求2所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于所述两路实际正交信号，确定所述激光测量系统中参考光路与测量光路之间的相位差取值，包括：
4.根据权利要求1所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述确定表征所述两路理论正交信号的李萨如曲线的椭圆表达式，之后包括：
5.根据权利要求1所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于所述椭圆参数的取值，确定所述误差变量的取值，包括：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于扩展卡尔曼滤波器对所述状态空间方程进行求解，得到所述椭圆参数的取值，包括：
7.根据权利要求6所述的激光测量系统的非线性误差
8.一种激光测量系统的非线性误差修正装置，其特征在于，包括：
9.一种激光测量系统，其特征在于，包括：激光干涉仪、光路调整装置、光电探测器以及处理器；
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的激光测量系统的非线性误差修正方法。
11.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的激光测量系统的非线性误差修正方法。
...【技术特征摘要】
1.一种激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于所述误差变量的取值以及所述两路理论正交信号，确定两路理论正交信号对应的两路实际正交信号，实现对所述非线性误差的在线修正，之后包括：
3.根据权利要求2所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于所述两路实际正交信号，确定所述激光测量系统中参考光路与测量光路之间的相位差取值，包括：
4.根据权利要求1所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述确定表征所述两路理论正交信号的李萨如曲线的椭圆表达式，之后包括：
5.根据权利要求1所述的激光测量系统的非线性误差修正方法，其特征在于，所述基于所述椭圆参数的取值，确定所述误差变量的取值，包括：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的激光测...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩昱，范玉娇，张翔宇，徐蕾，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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