本文關(guān)鍵詞：二次平臺(tái)線陣CCD水平測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)研究

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【摘要】：以水平傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)為核心的二次平臺(tái)是地面測(cè)試、導(dǎo)航等地面全物理仿真實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵部件,與六自由度氣浮軌道器和六自由度氣浮上升器共同構(gòu)成交會(huì)對(duì)接仿真實(shí)驗(yàn)的核心部分。由于平臺(tái)上負(fù)載移動(dòng)、氣足氣膜高度變化、地面不平整度等因素,平臺(tái)的水平傾角會(huì)實(shí)時(shí)變化,因此如何在眾多干擾條件下描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程是本課題的核心問題。同時(shí),由于課題指標(biāo)對(duì)平臺(tái)的水平傾角精度要求較高,如何測(cè)量二次平臺(tái)的實(shí)時(shí)水平傾角也是本課題的關(guān)鍵問題。為此,本文對(duì)二次平臺(tái)線陣CCD水平測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了研究。根據(jù)線陣CCD水平測(cè)量系統(tǒng)的工作原理,闡述了由線陣CCD,電機(jī)等核心部件在系統(tǒng)中可能帶來的誤差的因素并分析他們的影響,利用加濾光片或者做轉(zhuǎn)速解耦等方法,設(shè)計(jì)方法從理論到實(shí)踐抑制相應(yīng)的誤差。根據(jù)線陣CCD的原始數(shù)據(jù)對(duì)常見的濾波和求取成像中心坐標(biāo)的方法進(jìn)行了對(duì)比,總結(jié)和改進(jìn),確定了最后的數(shù)據(jù)處理方法,并用卡爾曼濾波對(duì)結(jié)果進(jìn)行了校正。最后根據(jù)課題所要求的指標(biāo)和之前綜合的分析,選定了線陣CCD水平測(cè)量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)并對(duì)線陣CCD,電機(jī),激光器,濾光片,通信模塊等部件進(jìn)行了安裝,最后利用C++Builder設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并設(shè)計(jì)了平臺(tái)水平傾角的交互式控制界面。本文主要對(duì)二次平臺(tái)線陣CCD水平測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了分析和技術(shù)研究,闡述該系統(tǒng)在工作中可能產(chǎn)生的各種誤差并設(shè)計(jì)相應(yīng)的抑制方法,確定了系統(tǒng)的總體硬件架構(gòu),選擇了合適的激光器與CCD,針對(duì)系統(tǒng)的現(xiàn)狀設(shè)計(jì)了濾波及確定目標(biāo)坐標(biāo)的算法,并對(duì)傾角實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)行了驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)。最后利用C++Builder設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并設(shè)計(jì)了平臺(tái)水平傾角的交互式控制界面。
【關(guān)鍵詞】：二次平臺(tái) 水平傾角測(cè)量 線陣CCD 數(shù)據(jù)處理 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V416.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的來源及研究意義10-11
• 1.1.1 課題的來源10
• 1.1.2 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 線陣CCD水平測(cè)量系統(tǒng)分析16-26
• 2.1 引言16-17
• 2.2 水平度測(cè)量系統(tǒng)工作原理17-18
• 2.3 線陣CCD的噪聲與誤差分析18-19
• 2.3.1 線陣CCD的噪聲分析18-19
• 2.3.2 線陣CCD噪聲抑制方法19
• 2.3.3 線陣CCD的分辨率及零位誤差19
• 2.4 電機(jī)所帶來的誤差及影響因素分析19-21
• 2.4.1 電機(jī)與臺(tái)體的角速度耦合對(duì)誤差的影響19-21
• 2.4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)誤差的影響21
• 2.5 系統(tǒng)其他因素誤差分析21-25
• 2.5.1 大氣中高斯光的傳播產(chǎn)生的偏差21-24
• 2.5.2 原理上所帶來的延時(shí)24-25
• 2.5.3 其他因素25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 線陣CCD數(shù)據(jù)處理算法的設(shè)計(jì)26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 CCD原始數(shù)據(jù)分類與分析26-30
• 3.2.1 環(huán)境光進(jìn)角帶來的影響26-27
• 3.2.2 尖峰不對(duì)稱27-28
• 3.2.3 過曝和過弱情況28-29
• 3.2.4 環(huán)境光的標(biāo)定29
• 3.2.5 飽和光的判斷29-30
• 3.3 粗差準(zhǔn)則30
• 3.4 濾波方法對(duì)比30-35
• 3.4.1 滑動(dòng)平均法31-32
• 3.4.2 小波閾值去噪32-34
• 3.4.3 對(duì)比算法及結(jié)論34-35
• 3.5 坐標(biāo)確定方法對(duì)比總結(jié)35-37
• 3.5.1 質(zhì)心法35-36
• 3.5.2 二值化電平切割法36
• 3.5.3 質(zhì)心內(nèi)插法36-37
• 3.5.4 階梯法37
• 3.6 成像中心坐標(biāo)計(jì)算方法的確定37-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 水平度實(shí)時(shí)測(cè)量算法的設(shè)計(jì)42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 傾角計(jì)算方案42-52
• 4.2.1 測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定42-43
• 4.2.1.1 零位的標(biāo)定42
• 4.2.1.2 傾角測(cè)量系數(shù)的標(biāo)定42-43
• 4.2.2 CCD選擇43
• 4.2.3 水平位置測(cè)量43-45
• 4.2.3.1 水平位置測(cè)量的意義43
• 4.2.3.2 水平位置測(cè)量的方法43-45
• 4.2.4 傾角測(cè)量45-48
• 4.2.4.1 水平測(cè)量系統(tǒng)物理模型45-46
• 4.2.4.2 系統(tǒng)主要性能指標(biāo)46
• 4.2.4.3 測(cè)量方案設(shè)計(jì)46-48
• 4.2.5 基于卡爾曼濾波的傾角估計(jì)算法48-52
• 4.2.5.1 原方法分析48-49
• 4.2.5.2 卡爾曼濾波的意義49
• 4.2.5.3 具體的過程預(yù)測(cè)模型的建立49-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 線陣CCD水平度測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)53-66
• 5.1 引言53
• 5.2 硬件指標(biāo)計(jì)算，，選擇與安裝53-61
• 5.2.1 線陣CCD與濾光片選擇54-56
• 5.2.2 激光器選擇56-57
• 5.2.3 電機(jī)選擇57-59
• 5.2.3.1 電機(jī)的速度控制57-59
• 5.2.4 線陣CCD通信電路設(shè)計(jì)59-61
• 5.2.5 其他硬件安裝61
• 5.3 水平傾角測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)61-65
• 5.3.1 水平傾角測(cè)量系統(tǒng)軟件框架61-62
• 5.3.2 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)62-63
• 5.3.3 控制界面設(shè)計(jì)63-65
• 5.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 安毓英;第四章 激光傳輸技術(shù)[J];激光與紅外;2002年06期

2 劉飛;董云峰;;基于單軸氣浮臺(tái)的空間跟瞄地面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2010年03期

3 熊蓉;張翮;褚健;何臻峰;吳永海;;四輪全方位移動(dòng)機(jī)器人的建模和最優(yōu)控制[J];控制理論與應(yīng)用;2006年01期

4 陳耿,安海濤,李晶;2003年軍事法學(xué)研究述要[J];西安政治學(xué)院學(xué)報(bào);2004年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張濤;基于相移法的飛秒脈沖激光絕對(duì)距離測(cè)量技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 羅彥;CCD圖像傳感器讀出電路研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2009年

2 梁忠望;線陣CCD數(shù)據(jù)采集電路研究[D];湖南大學(xué);2010年

3 于利喜;三自由度氣浮仿真試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：723478