目標(biāo)空間三維位置檢測(cè)在光電測(cè)量領(lǐng)域中占據(jù)著不可替代的地位,炸點(diǎn)位置檢測(cè)也逐漸成為軍事裝備科研生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)。為了克服現(xiàn)有炸點(diǎn)位置測(cè)量技術(shù)存在響應(yīng)速度慢、精度低、系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷,本文設(shè)計(jì)了一種基于PSD的炸點(diǎn)空間位置測(cè)量系統(tǒng)。具體采用位置敏感探測(cè)器PSD作為傳感器,炸點(diǎn)的有效光信號(hào)經(jīng)過會(huì)聚鏡頭分別成像在兩個(gè)PSD的光敏面上,經(jīng)過信號(hào)處理電路得到有效光點(diǎn)的二維像坐標(biāo),結(jié)合兩個(gè)PSD傳感單元之間已知的相對(duì)位置關(guān)系就可以解算得到炸點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)。本文的研究?jī)?nèi)容和工作主要包括:1.提出了采用雙PSD傳感器的炸點(diǎn)空間位置測(cè)量方法,研究了平行光軸空間位置測(cè)量理論模型并完成了光學(xué)成像系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)計(jì)算,在此基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)的總體測(cè)量方案。2.設(shè)計(jì)了基于PSD半導(dǎo)體原理的信號(hào)處理電路,以及基于USB（ARM）控制系統(tǒng)結(jié)合復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD的嵌入式系統(tǒng),該系統(tǒng)作為中央控制單元完成了采集過程中的信號(hào)控制與切換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與解算等步驟。同時(shí)為了滿足測(cè)量需要,設(shè)計(jì)并調(diào)試了測(cè)量輔助單元和標(biāo)定測(cè)試單元。3.開發(fā)了基于USB（ARM）控制系統(tǒng)的CPLD邏輯控制時(shí)序,完成了下位機(jī)與上位機(jī)的軟件編程,實(shí)現(xiàn)了人機(jī)... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 PSD的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域
        1.2.1 國內(nèi)外PSD的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 PSD的具體應(yīng)用領(lǐng)域
    1.3 PSD測(cè)量中去除背景光和暗電流的方法
    1.4 論文主要工作內(nèi)容
第2章 測(cè)量系統(tǒng)原理與方案設(shè)計(jì)
    2.1 測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)要求
    2.2 PSD基本特性
        2.2.1 PSD的基本工作原理
        2.2.2 PSD的基本結(jié)構(gòu)
        2.2.3 PSD的性能指標(biāo)
    2.3 基于雙PSD的炸點(diǎn)空間位置測(cè)量理論模型
        2.3.1 雙PSD平行光軸測(cè)量理論模型
        2.3.2 雙PSD交匯光軸測(cè)量理論模型
    2.4 測(cè)量系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與硬件設(shè)計(jì)
    3.1 光電探測(cè)單元設(shè)計(jì)
        3.1.1 光電探測(cè)器的選型
        3.1.2 成像鏡頭的選型
        3.1.3 光學(xué)成像系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算
        3.1.4 信號(hào)處理電路
    3.2 中央控制單元設(shè)計(jì)
    3.3 測(cè)量輔助單元設(shè)計(jì)
    3.4 標(biāo)定測(cè)試單元設(shè)計(jì)
        3.4.1 高功率LED的選型
        3.4.2 閃光控制器
        3.4.3 成像鏡頭焦距的標(biāo)定
        3.4.4 PSD探測(cè)器間距的標(biāo)定
        3.4.5 位置參考點(diǎn)的標(biāo)定
    3.5 本章小結(jié)
第4章 控制單元與軟件設(shè)計(jì)
    4.1 主控系統(tǒng)
        4.1.1 USB控制系統(tǒng)
        4.1.2 ARM控制系統(tǒng)
    4.2 CPLD邏輯控制單元
        4.2.1 AD轉(zhuǎn)換控制時(shí)序
        4.2.2 FIFO緩存控制時(shí)序
    4.3 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)
        4.3.1 USB固件編程框架
        4.3.2 下位機(jī)程序
    4.4 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)與誤差分析
    5.1 系統(tǒng)預(yù)置實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 系統(tǒng)噪聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        5.1.2 系統(tǒng)響應(yīng)速度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        5.1.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.2 位置測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.3 誤差分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于單PSD的目標(biāo)空間位姿測(cè)量方法[J]. 黃戰(zhàn)華,張亞男,方石,蔡懷宇.  光子學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]空間載荷中利用調(diào)制光源去除PSD背景光影響的方法[J]. 楊魯新,董文博.  載人航天. 2018(01)
[3]Remote-controlled flexible pose measurement system and method for a moving target in wind tunnel[J]. Wei LIU,Xin MA,Ling CHEN,Zhenyuan JIA,Weixiao LIU,Xiao LI,Jiakun ZHANG,Jiwen LU.  Chinese Journal of Aeronautics. 2018(01)
[4]一種多基陣炸點(diǎn)聲源定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 郭淳,李錦明,高根偉.  電子器件. 2017(04)
[5]非合作目標(biāo)姿態(tài)測(cè)量的嵌入式算法[J]. 吳斌,葉東,張?chǎng)?趙振慶.  光學(xué)精密工程. 2016(11)
[6]基于位置敏感器件的高精度激光位置檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 程智,董登峰,周維虎,劉鑫.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(08)
[7]應(yīng)用位置敏感探測(cè)器檢測(cè)平面度的方法研究[J]. 韓金玉,王守志.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2016(07)
[8]電視經(jīng)緯儀測(cè)試地面多炸點(diǎn)數(shù)據(jù)處理方法研究[J]. 張亞輝,張其霄,朱望飛,馮松,尚書賢,付佳寧.  應(yīng)用光學(xué). 2016(02)
[9]雙線掃描CCD測(cè)量遠(yuǎn)距離閃光點(diǎn)平均高度[J]. 蔡懷宇,楊光,李秀明,朱猛,黃戰(zhàn)華.  光電工程. 2015(05)
[10]基于PSD的靜電懸浮位置測(cè)量與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 代斌,孫志斌,王飛龍,翟光杰.  傳感器與微系統(tǒng). 2015(03)

博士論文
[1]復(fù)雜環(huán)境下光電目標(biāo)探測(cè)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 耿利祥.南京理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]太陽能光伏發(fā)電PSD跟蹤技術(shù)研究[D]. 史春玉.山東理工大學(xué) 2017
[2]基于雙PSD的工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 種壘.長春理工大學(xué) 2017
[3]基于TDOA的靶場(chǎng)彈炸點(diǎn)定位問題研究[D]. 俞燕忠.浙江大學(xué) 2017
[4]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PSD非線性校正算法研究[D]. 華雨.南京理工大學(xué) 2017
[5]基于PSD的高速鐵路路基凍脹遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[D]. 鄔成健.北京交通大學(xué) 2016
[6]聲學(xué)炸點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)研究[D]. 趙芮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[7]空中炸點(diǎn)三維坐標(biāo)定位技術(shù)研究[D]. 賈添丹.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[8]群發(fā)炮彈炸點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別與定位技術(shù)研究[D]. 程君.華中科技大學(xué) 2016
[9]基于DSP平臺(tái)的位姿解算算法研究[D]. 馮禹.天津大學(xué) 2016
[10]基于PSD的自動(dòng)校炮技術(shù)研究[D]. 陳冉.南京理工大學(xué) 2013



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