【摘要】：靶道空間基準的作用是將靶道內(nèi)多組照相站統(tǒng)一到同一空間坐標系中,為分析處理彈丸自由飛行時多組陰影照相站所抓拍到的彈丸圖像提供基準。針對靶道空間基準的應用背景,提出了一種基于光電位置傳感器(PSD)的靶道空間基準系統(tǒng)；給出了根據(jù)激光準直光源及PSD實現(xiàn)靶道照相站空間坐標標定的方法,分析了此方法的測量精度。靶道空間基準系統(tǒng)包括激光發(fā)射源、激光準直光源機構(gòu)、光學望遠機構(gòu)、PSD、精密六維步進電機控制臺及雙重田字網(wǎng)格基準載體等。采用發(fā)射激光波長為532nm的半導體激光器作為系統(tǒng)的激光發(fā)射源；激光準直光源機構(gòu)的調(diào)節(jié)及光學望遠機構(gòu)對光束的準直壓縮,使得相互重合的有效光斑分別照射在相應的PSD光敏面上；對PSD產(chǎn)生的光斑位置信號進行采集及一系列處理,利用LabVIEW軟件編寫相應的程序模塊對采集的光斑位置信號進行進一步處理以及控制步進電機控制臺帶動固定在雙重田字網(wǎng)格基準載體上的PSD運動,使得分別照射在PSD上的激光光斑的能量密度中心逐步逼近直至與PSD中心重合。雙重田字網(wǎng)格基準載體內(nèi)置有標準件,在建立的靶道空間坐標系內(nèi)對雙重田字網(wǎng)格及標準件進行拍攝并對所拍圖像上的特征點進行判讀,計算出標準件的大小,經(jīng)過對多組實測結(jié)果的分析,此空間基準系統(tǒng)的空間位置誤差小于lmm。通過7.62mm、14.5mm槍彈的多發(fā)實彈試驗結(jié)果表明,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、操作方便,在不同站使用時調(diào)節(jié)時間短、定位精度高、能夠有效克服人為因素的影響。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410.6
【圖文】：

飛行時的陰影圖像；通過對彈丸圖像相關(guān)特征點的判讀，可計算出彈丸的空間位置坐標，逡逑從而得出彈丸的飛行姿態(tài)角和質(zhì)心空間坐標，借助各陰影照相站的記時系統(tǒng)，最終得到逡逑各參量隨時間的變化，彈道祀道的硬件組成及功能如圖１．１所示。逡逑＿邋—？邋．逡逑＾邋＾邐時間基準‘邐空間基準系統(tǒng)逡逑？鏖邐Ｉ邐！預標定逡逑＿邐用戶邐ｆ邐２邐逡逑Ｉｊ\丨勒逡逑壚，Ｘ邐Ａ邐以太網(wǎng)逡逑上位機邐Ｉ＿Ｙ＇ｆＴｐ＝ｐ＇＂ｊ—Ｉ逡逑＿邋４邋￥４邋４＾４逡逑圖１．１硬件組成及功能逡逑革巴道空間基準系統(tǒng)是圖像數(shù)據(jù)判讀的基礎(chǔ)，其功能是在勒道內(nèi)建立以火線水平面為逡逑方向和照相站中心點為站零點的祀道基準坐標系，并將試驗獲得的彈丸圖像的特征點與逡逑該基準坐標系聯(lián)系起來，為獲得彈丸的空間坐標提供統(tǒng)一的精確判讀依據(jù)［５］�；鶞氏到y(tǒng)逡逑的結(jié)構(gòu)、彈丸圖像特征點數(shù)據(jù)的判讀及處理方法直接影響著彈丸空間坐標值的測量精度。逡逑}\0道空間基準系統(tǒng)一般分為懸線型和載體型兩種結(jié)構(gòu)類型［６】。所謂懸線型基準系統(tǒng)，逡逑是沿炮口射擊方向懸掛一條懸鏈線作為射向，懸鏈線上固定位置裝有標準基準物，在火逡逑１逡逑

碩士學位論文逡逑２．２祀道空間基準系統(tǒng)工作原理逡逑本空間基準系統(tǒng)的工作原理框圖如圖２．１１所示，通過兩束相互重合且在水平火線方逡逑向的激光光束同時照射在帶有ＰＳＤ的雙重田字網(wǎng)格基準載體上，調(diào)節(jié)六維步進電機控逡逑制臺使得兩束激光光束能同時照射在ＰＳＤ的感光面上。光斑位置信號經(jīng)過一系列處理逡逑電路處理后，將光斑位置信號送入位置控制計算機，位置控制計算機通過ＬａｂＶｆｆｉＷ程逡逑序界面將具體的光斑空間位置坐標實時的顯示出來；根據(jù)光斑位置信息，ＬａｂＶＩＥＷ軟逡逑件算法模塊計算步進電機控制臺各個方向的運行方向及步距，算法控制模塊實時驅(qū)動步逡逑進電機控制臺的運轉(zhuǎn)，使得雙重田字網(wǎng)格基準載體兩側(cè)面的中心點（兩ＰＳＤ的中心點）逡逑與激光光束重合。逡逑以調(diào)節(jié)好的基準載體為依據(jù)，調(diào)節(jié)照相站兩側(cè)的照相機的空間位置，使得照相機的逡逑主光軸與基準載體兩側(cè)面的“田字型”網(wǎng)格中心點重合，達到三點一線，從而兩側(cè)照相逡逑機的中心軸相互垂直并且與各自的反射屏垂直；當把}\0道所有照相站的空間位置都調(diào)節(jié)逡逑到預定空間位置時

準載體作為輔助工具測出特征點坐標［４７］，從而為研究彈丸的氣動力系數(shù)和飛行穩(wěn)定性判逡逑別因子等提供可靠依據(jù)。逡逑本系統(tǒng)采用雙重田字網(wǎng)格作為{牡攬占浠莢靨�，其结构示茵偧壤_跡常彼盡Ｊ靛義涎槭�，将预先准必撁抵\曜技胰胨靨鎰滯窕莢靨迥�，为褭─ＩＶZ攬占浠季峰義隙茸齪悶痰�。拓毌可邑毌小硴将小车上的双朱v鎰滯窕莢靨逡浦撩孔橐跤罷障嗾荊義喜⑿Ｗ妓靨鎰滯窕莢靨宓皆ど桁氳攬占湮恢茫壞鶻諞跤罷障嗷目占湮恢米頌�，辶x鮮溝渺氳懶獎叩囊跤罷障嗷嗷フ�。通过相互正綁哪阴恿T障嗷運靨鎰滯窕煎義顯靨寮氨曜技幸跤罷障啵⒎直鴇４婷空鏡囊跤巴枷�。辶x希苠巫蟛嘞嗷雜Φ乃義希苠沃贗裰行鬧嵯咤義希苠危澹甕衿矯媯洛義賢衿矯媯緬澹觶蓿埽觶椋苠義瞎庋痘梗薰庋痘瑰義希危苠澹堋衿矯媯膩義希危藎擼哂也嘞嗷雜Φ乃義現(xiàn)贗裰行鬧嵯咤義賢跡常彼靨鎰滯窕莢靨褰峁故疽饌煎義銜巳繁Ｊ笛槭蕕目煽啃�，哉V惺檔浠髑靶柚扛穌障嗾咀甌甓ǖ木范齲誨義獻甌甓ǖ木范韌ü卸烈跤巴枷裰斜曜技拇笮±磁卸�，当标准件祬刃读数据误茶p義顯誑沙惺芊段謔�，表示阴恿T障嗾咀甌甓ǔ曬�。当辣K濫謁姓障嗾頸甓ǔ曬�，辶x希保村義

本文編號：2751558