题目：高动态姿态角测量系统研制

当前的社会生活中有着大量的角度需要测量。根据不同的技术要求和不同的应用环境，应运而生了多种测角方法和测角装置。目前主流的角度测量方法主要包括机械式，电磁式和光学式，虽然它们应用于现在很多场合，但是由于测量系统测角范围很小，或动态测量范围较窄，不能满足某些特定场所的测量需求。因此，近些年来，国内外部门和研究机构相继研制出一些新型测角仪器和测角方法，以满足经济、国防和科学研究等各部门的需要。本文设计并研制出一种利用机器视觉中点结构光的测量原理测量高动态平面姿态角的测量系统。其中主要内容包含姿态角传感器和点激光器的机械结构设计，姿态角传感器核心处理电路设计及调试，基于FPGA的CMOS图像传感器驱动设计，基于FPGA的高亮质心提取的硬件并行算法设计，软硬件时序的同步控制，以及点结构光系统标定及测量算法设计和实现。本系统使用高动态姿态角传感器拍摄含激光光斑的待测平面图像，根据离线标定好结构光系统参数和由硬件并行算法计算到的激光光斑在图像中的质心位置坐标，由结构光算法测得平面上激光光斑的空间坐标，最终测得它们所在平面的姿态角信息。