寬幅相機(jī)一體化焦面二維調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計與精度分析
本文關(guān)鍵詞:寬幅相機(jī)一體化焦面二維調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計與精度分析 出處:《中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所》2016年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
更多相關(guān)文章: 寬幅相機(jī) 一體化 調(diào)焦 調(diào)偏流 精度分析 蒙特卡洛法
【摘要】:隨著現(xiàn)代衛(wèi)星遙感技術(shù)的快速發(fā)展,遙感圖像在軍事國防、國土資源、災(zāi)難救援、農(nóng)業(yè)發(fā)展、城市規(guī)劃等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用,締造了良好的經(jīng)濟(jì)效益,有著十分廣闊的應(yīng)用市場。隨著人們對圖像質(zhì)量的要求越來越高,如何取得清晰的圖像是空間相機(jī)研制過程中面臨的一大問題。雖然在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程中,焦面與像面完全重合,成像絕對清晰,但是現(xiàn)實中由于種種因素的存在,這種理想的系統(tǒng)幾乎是不存在的。一方面,相機(jī)在運(yùn)載、發(fā)射及在軌運(yùn)行過程中,由于受到振動、沖擊、溫度變化、氣壓改變等環(huán)境因素的影響,相機(jī)成像系統(tǒng)的中的光學(xué)元件的折射率、相對位置、面形發(fā)生了變化,機(jī)械零件也產(chǎn)生不同程度的變形、應(yīng)力釋放等,最終導(dǎo)致光學(xué)焦平面位置發(fā)生變化,偏離理論成像位置,即產(chǎn)生離焦。另一方面,受地球自轉(zhuǎn)、衛(wèi)星姿態(tài)、軌道參數(shù)等因素的影響,空間相機(jī)工作時,衛(wèi)星運(yùn)動方向和相機(jī)成像方向之間存在一個夾角,即偏流角[1]。離焦和偏流角會導(dǎo)致圖像不清晰,甚至無法成像的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。因此,為了獲取清晰的遙感圖像就必須對離焦和偏流角進(jìn)行補(bǔ)償,調(diào)焦和調(diào)偏流技術(shù)就成了空間相機(jī)研制過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文從影響圖像質(zhì)量的因素入手,分析了離焦和偏流角的產(chǎn)生機(jī)理,并借鑒國內(nèi)外常用的調(diào)焦和調(diào)偏流方案研究的經(jīng)驗,結(jié)合相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)特點,提出了一套適用于某型號空間寬幅相機(jī)的一體化焦面二維調(diào)整機(jī)構(gòu),同時運(yùn)用蒙特卡洛法對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精度進(jìn)行仿真。在設(shè)計完成后,對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力學(xué)樣機(jī)進(jìn)行了振動試驗和試驗檢測,試驗結(jié)果表明執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤差分配可行,精度設(shè)計合理,能滿足空間成像要求。論文主要內(nèi)容包括:1.本文整理了造成相機(jī)成像質(zhì)量降低的主要因素,目前國內(nèi)外常用的補(bǔ)償方案等;趯λ芯康目臻g寬幅相機(jī)成像要求及光學(xué)系統(tǒng)的分析,確定了焦面調(diào)整的整體方案。2.介紹了一體化焦面二維調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)焦和調(diào)偏流單元的驅(qū)動方案,調(diào)整范圍的確定、材料選擇、電機(jī)和編碼器的選取、潤滑方式的選用等過程。3.分析機(jī)構(gòu)的誤差來源,建立調(diào)焦和調(diào)偏流單元的誤差傳遞模型,之后基于蒙特卡洛法的基本思想,運(yùn)用matlab編程求解,得到精度設(shè)計的各個參數(shù)值。4.對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力熱樣機(jī)進(jìn)行振動試驗,實驗前后機(jī)構(gòu)的定位精度、焦面全程晃動量、空回誤差等進(jìn)行檢測,對比實驗結(jié)果,驗證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定,設(shè)計精度等。實驗結(jié)果表明:振動試驗前后,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制精度變化不大,均滿足調(diào)焦單元控制精度小于0.01mm,調(diào)偏流單元控制精度小于10"的設(shè)計要求,焦面晃動量均小于10",機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和自鎖性良好,誤差分配合理。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TP751
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:1353712
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