隨著光電信息采集技術(shù)的不斷發(fā)展,單孔徑光學(xué)系統(tǒng)場景采集越來越無法滿足高效化、三維化的工程需求;模仿生物復(fù)眼,以多孔徑光學(xué)系統(tǒng)代替單孔徑光學(xué)系統(tǒng),成為一個新的工程研發(fā)和應(yīng)用方向。為了實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的外部信息采集,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場景的構(gòu)建。本文對搭載于無人機(jī)飛行系統(tǒng)的復(fù)眼相機(jī)支撐體結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析�？紤]到無人機(jī)本身載重能力,以及復(fù)眼相機(jī)成像“大視場,少冗余”的需求,本文結(jié)合理論分析,結(jié)構(gòu)建模,有限元分析,試驗(yàn)驗(yàn)證等方面,全方位的輕量化、合理化復(fù)眼相機(jī)的支撐體結(jié)構(gòu)。具體研究內(nèi)容如下:（1）明確復(fù)眼相機(jī)設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求,包括搭載對象確定、子眼選型、材料選取,以及整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)環(huán)境等。通過接觸理論模型,推導(dǎo)出接觸剛度的計(jì)算方程。通過建立一種有限元模型來克服螺栓連接的非線性問題,有效減小在有限元分析過程中,因螺栓連接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)分析的誤差,提高了分析的精度及效率。（2）復(fù)眼相機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析。提出一種基于多目標(biāo)遺傳算法確定子眼個數(shù)及排列形式的方法,通過該方法成功地得到可實(shí)現(xiàn)180^?×360^?大視場的“六目”復(fù)眼相機(jī)框架結(jié)構(gòu)的初步模型;在初步模型... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景、研究目的及意義
        1.1.1 應(yīng)用需求
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 昆蟲復(fù)眼及人造復(fù)眼研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復(fù)眼相機(jī)框架結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 云臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題及課題提出
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第2章 復(fù)眼相機(jī)設(shè)計(jì)需求及分析方法
    2.1 復(fù)眼相機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求
        2.1.1 搭載對象及子眼選型
        2.1.2 云臺軸系確定及整體方案
        2.1.3 功能及設(shè)計(jì)要求
        2.1.4 材料分析及選取
    2.2 復(fù)眼相機(jī)整體力學(xué)環(huán)境
        2.2.1 靜力學(xué)環(huán)境
        2.2.2 動力學(xué)環(huán)境
    2.3 接觸問題有限元求解
        2.3.1 接觸問題
        2.3.2 剛度計(jì)算理論
        2.3.3 數(shù)值分析方法
        2.3.4 有限元法建模原則
    2.4 本章小結(jié)
第3章 復(fù)眼相機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析
    3.1 框架方案設(shè)計(jì)
        3.1.1 多目標(biāo)優(yōu)化理論
        3.1.2 多目標(biāo)遺傳算法
        3.1.3 子眼相機(jī)個數(shù)及排布的確定
    3.2 復(fù)眼相機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 子眼框架
        3.2.2 主體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
        3.2.3 輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
    3.3 框架結(jié)構(gòu)有限元分析
        3.3.1 有限元靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 框架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 云臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析
    4.1 云臺三軸系統(tǒng)零件設(shè)計(jì)
        4.1.1 構(gòu)型設(shè)計(jì)及電機(jī)選取
        4.1.2 拓?fù)鋬?yōu)化
        4.1.3 俯仰支撐桿設(shè)計(jì)及分析
        4.1.4 橫滾支撐桿設(shè)計(jì)及分析
        4.1.5 基座支撐桿設(shè)計(jì)及分析
        4.1.6 其它零件設(shè)計(jì)
    4.2 減振系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析
        4.2.1 振動對復(fù)眼相機(jī)的影響
        4.2.2 減振理論模型分析及設(shè)計(jì)
        4.2.3 減振系統(tǒng)模態(tài)分析
        4.2.4 減振系統(tǒng)諧響應(yīng)分析
    4.3 模態(tài)試驗(yàn)分析
        4.3.1 樣機(jī)試制及控制系統(tǒng)搭建
        4.3.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析及系統(tǒng)組成
        4.3.3 復(fù)眼相機(jī)試驗(yàn)?zāi)B(tài)的實(shí)施及分析
    4.4 振動測試試驗(yàn)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 復(fù)眼相機(jī)整體結(jié)構(gòu)成像試驗(yàn)
    5.1 復(fù)眼相機(jī)標(biāo)定模型構(gòu)建
        5.1.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
        5.1.2 小孔成像模型
        5.1.3 相機(jī)參數(shù)標(biāo)定
    5.2 復(fù)眼相機(jī)標(biāo)定試驗(yàn)
        5.2.1 相機(jī)標(biāo)定流程及結(jié)果
        5.2.2 圖像畸變校正
    5.3 復(fù)眼相機(jī)圖像拼接試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 本文不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 研究生期間科研成果
附錄B 學(xué)位論文涉及項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種多旋翼無人機(jī)三軸穩(wěn)定云臺的設(shè)計(jì)[J]. 宋科.  機(jī)電工程. 2018(02)
[2]無人機(jī)全景技術(shù)在現(xiàn)場監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 陳文龍,張煜,葉松,沈定濤,魏思奇.  長江科學(xué)院院報. 2016(11)
[3]某航空光電穩(wěn)定平臺方位框架設(shè)計(jì)和分析[J]. 譚淞年,李全超,張洪偉,李蕾.  應(yīng)用光學(xué). 2016(03)
[4]再不了解這些裝備你就OUT了 全景相機(jī)+VR眼鏡全解析[J]. 韓堯.  攝影之友. 2016(03)
[5]對兩軸光電云臺的有限元分析及優(yōu)化[J]. 王純陽.  制造業(yè)自動化. 2015(23)
[6]智能滅火機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 鄭英,李香菊,王迷迷,張立珍.  科技展望. 2015(35)
[7]基于Ladybug的全景影像三維坐標(biāo)解算研究[J]. 周明明,王山東,張平.  信息技術(shù). 2015(04)
[8]長線陣TDICCD空間相機(jī)像移匹配及MTF分析[J]. 武奕楠,張宇,韓雙麗,金龍旭,王文華.  電子測量技術(shù). 2014(10)
[9]小型無人機(jī)機(jī)載兩軸云臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 楊潤,閆開印,馬術(shù)文.  自動化與儀器儀表. 2014(07)
[10]一種擴(kuò)展小孔成像模型的魚眼相機(jī)矯正與標(biāo)定方法[J]. 涂波,劉璐,劉一會,金野,湯俊雄.  自動化學(xué)報. 2014(04)

博士論文
[1]仿生復(fù)眼全景立體成像關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王玉偉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]多攝像機(jī)全景視頻監(jiān)控中的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孟凡陽.深圳大學(xué) 2016
[3]超寬覆蓋空間相機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 李暢.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[4]水面武器操瞄系統(tǒng)穩(wěn)定平臺姿態(tài)測量及控制技術(shù)研究[D]. 陸建山.南京理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]幾種視覺仿生光學(xué)系統(tǒng)的研究[D]. 馮馳.北京理工大學(xué) 2015



本文編號：3163158