利用點目標投射半實物仿真系統(tǒng)來檢測坦克、火炮等武器裝備的跟蹤瞄準性能,已成為半實物仿真領域的熱門研究課題。由于點目標投射半實物仿真系統(tǒng)是多子系統(tǒng)協(xié)調工作的,系統(tǒng)之間需要頻繁的坐標變換,將各個系統(tǒng)的數(shù)據統(tǒng)一到同一個坐標系下進行控制和評價。系統(tǒng)相對位置的現(xiàn)場標定結果作為坐標變換的重要參數(shù),其精度和可操作性將影響到仿真系統(tǒng)的使用范圍和測試條件。所以坐標變換和標定技術是系統(tǒng)設計中不可或缺的一部分。為此,本文開展研究并完成了以下工作:1、建立點目標投射半實物仿真系統(tǒng)的坐標變換應用方案。將球幕坐標系作為世界坐標系,采用三參數(shù)模型建立了目標點在子系統(tǒng)與球幕系統(tǒng)下的坐標變換關系,從而獲得子系統(tǒng)之間的坐標變換關系;完成圖像坐標系與探測坐標系的變換過程分析;基于四元數(shù)理論推導出二維轉臺轉角參數(shù)與投射目標光斑坐標的關系,實現(xiàn)了投射系統(tǒng)按照指定航跡投射目標的功能。2、提出基于整體最小二乘法(TLS)的系統(tǒng)現(xiàn)場標定方法。建立了球幕球心在標定系統(tǒng)坐標系下的高斯-馬爾科夫(G-M)求解模型,使用TLS理論完成模型求解;考慮到標定系統(tǒng)存在一定測量誤差,使用正交試驗的方式選取最具代表的抽樣組合,對影響標定精度的因素進行分析,提出一種簡便、高精度現(xiàn)場標定方法。3、設計制作了一種便攜式現(xiàn)場標定裝置。提出標定器設計方案并完成了其光學設計、機械設計以及裝配調整。4、搭建系統(tǒng)坐標變換和標定驗證的實驗平臺。完成了子系統(tǒng)之間的坐標變換實驗,通過航跡追蹤結果對坐標變換方案進行評價;完成標定器的角度測量實驗;在實驗室的條件下設計了模擬球幕,完成系統(tǒng)的標定實驗。驗證了六點標定方法的正確性和適用性。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TJ810.6
【部分圖文】：

美國卡柯公司采用五軸轉臺的結構進行目標投射仿真實驗[10]，如圖1-1所示。其工作原理為：圖像生成系統(tǒng)實時生成三維場景并通過顯示系統(tǒng)完成投影顯示。二軸轉臺根據計算機生成的目標位置信息進行轉動，帶動其上的平行光管作為目標光源。位于三軸轉臺上的導引頭對目標光源的進行追蹤。該裝置能實時的模擬導彈五個自由度上的運動，實現(xiàn)大視角，高精度的測試，可以更改不同的測試對象，可擴展性較強，但是對轉臺運動性能要求高，系統(tǒng)成本較高。圖 1-1 五軸轉臺式目標投射半實物仿真系統(tǒng)工作原理[10]

n數(shù)可以表示為： 1 2 2 3 3 0 i k i k i k κ (cos n 2 2 2 2 21 2 3 0 k k k k ；cos 都可以化解為“cos sinn e ”大小變?yōu)樵瓉淼?ρ 倍后，再繞軸旋轉的過程[30]如下： α ( x, y , z)，以 ( , , )n n n ne x y z為旋轉之后變成矢量 β (u , v, w)。先將 α分量/ /α ，如圖 2-2 所示，那么 β / /α 相加的形式。

第 2 章 系統(tǒng)總體設計方案及坐標變換標定基本原理參數(shù)。所以幾何約束原理和求解約束方程的方法原理線、平面、球面、錐體等幾何形體都可以作為系用的是平面約束和球面約束[31]。面約束的原理圖，其中 XYZ 是系統(tǒng)坐標系，S 是系統(tǒng)坐標系下測得的平面上點的坐標。
【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 張亞娟;裘祖榮;李杏華;楊婷;;激光跟蹤系統(tǒng)“鳥巢”坐標的球面標定法[J];天津大學學報(自然科學與工程技術版);2014年03期

2 王偉;徐平;林德福;;制導武器靶場試驗半實物仿真的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];飛航導彈;2012年05期

3 高教波;李建軍;孫治家;王軍;鄭雅衛(wèi);王吉龍;;多波長激光復合點目標運動模擬[J];應用光學;2011年03期

4 霍炬;楊衛(wèi);楊明;;基于消隱點幾何特性的攝像機自標定方法[J];光學學報;2010年02期

本文編號：2863424