空间位姿测量

空间位姿测量（pose measurement），工学-光学工程-光学应用-光学测量-自由曲面测量，测量空间中两个坐标系的相对旋转量和相对位移量的技术和方法。空间位姿测量在计算机视觉、摄影测量学、航天、航空、机器人等领域得到广泛应用。位姿测量包含位置测量和姿态测量两个部分。物体在空间坐标系中的位置和姿态分别可以用三个自由度来描述，即x、y、z方向的平移和绕x、y、z轴的旋转。对于光学自由曲面制造，借助光学测量手段精确定位自由曲面在装配坐标系下的位姿信息，实现高精度光学装调、重新定位等复杂操作。该技术已成为光学制造方面的重要研究领域。位姿解算是求解物体坐标系和选择的参考坐标系之间的变换关系。其算法包括欧拉角法（三参数法）、方向余弦法（九参数法）以及四元数法（四参数法）。在目标物体全姿态运动的条件下，欧拉角微分方程在解算过程中易产生奇异点，运算复杂，仅适合近似水平条件下的位姿解算，工程上有局限性。当采用方向余弦法解算时不会出现奇异点，实现全姿态条件下的解算，但是涉及参数较多，计算复杂，对系统实时性影响较大，不利于工程应用。