專利名稱：一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲
能力的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
光電經(jīng)諱儀是一種重要的耙場(chǎng)光測(cè)設(shè)備，其主要功能是跟蹤測(cè)量飛機(jī)、導(dǎo)彈等物體的飛行姿態(tài)及軌跡。光電經(jīng)緯儀工作主要分為捕獲、跟蹤兩個(gè)環(huán)節(jié)。捕獲環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識(shí)別與鎖定，是光電經(jīng)緯儀工作的"源頭"，因此，捕獲能力成為決定光電經(jīng)緯儀性能的重要指標(biāo)。 傳統(tǒng)測(cè)試中沒有專門針對(duì)光電經(jīng)緯儀捕獲能力的檢測(cè)方法。光電經(jīng)緯儀捕獲能力的強(qiáng)弱主要依據(jù)靶場(chǎng)綜合試驗(yàn)來判斷。具體說來就是將裝配好的光電經(jīng)緯儀移至靶場(chǎng)指定位置，然后利用靶標(biāo)周期性通過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)來檢測(cè)光電經(jīng)緯儀的綜合能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來判斷光電經(jīng)緯儀的捕獲能力。這種檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是耗資大、效率低。光電經(jīng)緯儀屬大型光電設(shè)備，搬運(yùn)及安裝需要耗費(fèi)大量的人力物力，試想若將光電經(jīng)緯儀裝配運(yùn)送至靶場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證其捕獲能力無(wú)法滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，那么將帶來巨大的時(shí)間及經(jīng)濟(jì)損失，因此，在出廠前通過特定檢測(cè)方法完成光電經(jīng)緯儀捕獲能力測(cè)試勢(shì)在必行。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的光電經(jīng)緯儀捕獲能力檢測(cè)方法的不足，實(shí)現(xiàn)光電經(jīng)緯儀捕獲能力的室內(nèi)測(cè)試，特設(shè)計(jì)一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力的檢測(cè)方法。 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力檢測(cè)方法。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案，如圖l所示，包括建立一套發(fā)光電子輪測(cè)試設(shè)備1、發(fā)光電子輪與光電經(jīng)緯儀按固定位置擺放2、設(shè)置并解算相關(guān)參數(shù)3、光電經(jīng)緯儀采集圖像信息4、判斷光電經(jīng)緯儀捕獲能力是否達(dá)標(biāo)5，具體方法步驟為 第一，建立一套發(fā)光電子輪測(cè)試設(shè)備，如圖2所示，由支撐單元、輪盤單元、控制驅(qū)動(dòng)單元組成。支撐單元包括支架10、底座12 ;輪盤單元包括平行光管6、電機(jī)7、支撐桿8、輪盤9 ;控制驅(qū)動(dòng)單元包括電機(jī)調(diào)速箱13、PC機(jī)14、信號(hào)接收窗口 15 ;支架10與底座12垂直，底端固定在底座12上，支架10的上端與輪盤單元的電機(jī)7的機(jī)座固連，電機(jī)7的轉(zhuǎn)軸處于水平狀態(tài)，電機(jī)7的轉(zhuǎn)軸通過輪盤9的中心孔與輪盤9固連，輪盤9是由多根等長(zhǎng)的支撐桿8支撐的圓盤，在輪盤9的盤邊緣固連安裝平行光管6，在電機(jī)7的帶動(dòng)下，平行光管6繞輪盤9做圓周運(yùn)動(dòng)構(gòu)成發(fā)光電子輪的主體。電機(jī)7、電機(jī)調(diào)速箱13、PC機(jī)14通過傳輸線11連接，構(gòu)成發(fā)光電子輪的控制驅(qū)動(dòng)單元，電機(jī)調(diào)速箱13上安裝信號(hào)接收窗口 15，接收光電經(jīng)緯儀圖像采集脈沖作為發(fā)光電子輪啟動(dòng)信號(hào)； 第二，將發(fā)光電子輪與光電經(jīng)緯儀按固定位置擺放，保持發(fā)光電子輪輪盤9與光電經(jīng)緯儀主鏡16的相對(duì)位置，如圖3所示。發(fā)光電子輪輪盤9正對(duì)光電經(jīng)緯儀主鏡16并緊貼鏡頭放置，保持發(fā)光電子輪中垂線17與光電經(jīng)緯儀主鏡光軸19相交且垂直，旋轉(zhuǎn)輪盤 9，使平行光管6外壁與光電經(jīng)緯儀主鏡外壁18相切，光電經(jīng)緯儀圖像采集信號(hào)通過傳輸線 11接入電機(jī)調(diào)速箱13上的信號(hào)接收窗口 15; 第三，設(shè)置并解算相關(guān)參數(shù)，將光電經(jīng)緯儀性能指標(biāo)給出的捕獲時(shí)間tm以及光電 經(jīng)緯儀口徑r兩個(gè)參數(shù)輸入PC機(jī)14， PC機(jī)14根據(jù)計(jì)算公式解算出角速度(K并將小轉(zhuǎn) 換為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)W， PC機(jī)14將W值傳輸至電機(jī)調(diào)速箱13實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制。解算角速度 小的公式如下 根據(jù)余弦定理，利用發(fā)光電子輪半徑R以及光電經(jīng)緯儀的口徑r可以計(jì)算出平行 光管6初始位置至光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)中心的角度e : 2i 2 —, 6> = Accos-;~ 發(fā)光電子輪的運(yùn)動(dòng)方式為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此，利用角度e和捕獲時(shí)間tm既可以
計(jì)算出角速度(P:
乂 0 - 上述求解e 、cp的公式是解決實(shí)際技術(shù)問題的公式，經(jīng)過多次應(yīng)用，都得到了正確 的結(jié)果。 第四，光電經(jīng)緯儀采集圖像信息，啟動(dòng)光電經(jīng)緯儀，脈沖觸發(fā)發(fā)光電子輪，電機(jī)7 驅(qū)動(dòng)發(fā)光電子輪輪盤9以角速度(p做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，平行光管6勻速周期性通過光電經(jīng)緯儀 視場(chǎng)，周期T = 2 Ji /> 。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間t， t根據(jù)試驗(yàn)細(xì)則具體設(shè)定，平行光管6通過光電經(jīng) 緯儀視場(chǎng)的次數(shù)i = t/T。光電經(jīng)緯儀以采樣頻率f (f為ls采集圖片的張數(shù))采集圖像， 記錄平行光管6周期性經(jīng)過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)的全過程，并通過圖像處理輸出脫靶量信息， 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)捕獲； 第五，判斷光電經(jīng)緯儀捕獲能力是否達(dá)標(biāo)，對(duì)光電經(jīng)緯儀采集的圖像進(jìn)行回放，統(tǒng) 計(jì)出光電經(jīng)緯儀每次從目標(biāo)進(jìn)入視場(chǎng)至完成目標(biāo)捕獲所拍攝圖片的計(jì)數(shù)值n,，構(gòu)成計(jì)數(shù)序 列{ni，n2，n3，…nJ，依次比較rix與標(biāo)準(zhǔn)閾值N的大小，標(biāo)準(zhǔn)閾值N二 tmXf，若所有計(jì)數(shù)值 r^均滿足r^《N，則表明在捕獲時(shí)間tm范圍內(nèi)，光電經(jīng)緯儀對(duì)指定目標(biāo)完成了捕獲，其捕獲 能力達(dá)標(biāo)；若存在至少一個(gè)計(jì)數(shù)值nx滿足nx > N，則表明在捕獲時(shí)間tm范圍內(nèi)，光電經(jīng)緯儀 未完成指定目標(biāo)捕獲，其捕獲能力未達(dá)標(biāo)。 工作原理說明本發(fā)明的一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力的檢測(cè)方 法，利用捕獲時(shí)間tm作為性能指標(biāo)來評(píng)價(jià)光電經(jīng)緯儀的捕獲能力，以標(biāo)準(zhǔn)閾值N為評(píng)價(jià)標(biāo) 準(zhǔn)，通過計(jì)算發(fā)光電子輪進(jìn)入視場(chǎng)并完成捕獲的圖像采集計(jì)數(shù)值n與N進(jìn)行比較來檢測(cè)光 電經(jīng)緯儀捕獲能力是否達(dá)標(biāo)。 在應(yīng)用時(shí)，光電經(jīng)緯儀和發(fā)光電子輪上電，光電經(jīng)緯儀的圖像采樣脈沖觸發(fā)發(fā)光 電子輪，發(fā)光電子輪輪盤9以預(yù)先設(shè)定的角速度(p做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，平行光管6以角速度小 周期性經(jīng)過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)，周期T = 2 /> 。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間t， t根據(jù)試驗(yàn)細(xì)則具體設(shè)定， 則平行光管6通過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)的次數(shù)i = t/T。光電經(jīng)緯儀以采樣頻率f (f為Is采 集圖片的張數(shù))采集圖像，記錄平行光管6周期性經(jīng)過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)的全過程，并通過圖 像處理輸出脫靶量信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)捕獲。試驗(yàn)完成后，對(duì)光電經(jīng)緯儀采集的圖片進(jìn)行回放，
5統(tǒng)計(jì)出光電經(jīng)緯儀每次從目標(biāo)進(jìn)入視場(chǎng)至完成目標(biāo)捕獲所拍攝圖片的計(jì)數(shù)值r^，構(gòu)成計(jì)數(shù) 序列{ni，n2，n3，…nJ，將序列中每個(gè)元素r^依次與標(biāo)準(zhǔn)閾值N進(jìn)行比較，若所有計(jì)數(shù)值nx 均滿足nx《N，則表明在捕獲時(shí)間tm范圍內(nèi)，光電經(jīng)緯儀對(duì)指定目標(biāo)完成了捕獲，其捕獲能 力達(dá)標(biāo)；若存在至少一個(gè)計(jì)數(shù)值nx滿足nx > N，則表明在捕獲時(shí)間tm范圍內(nèi)，光電經(jīng)緯儀未 完成指定目標(biāo)捕獲，其捕獲能力未達(dá)標(biāo)。 本發(fā)明的積極效果本發(fā)明利用體積較小的發(fā)光電子輪取代了室外靶場(chǎng)靶標(biāo)，利 用平行光管模擬待捕獲目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了光電經(jīng)緯儀捕獲能力室內(nèi)檢測(cè)，極大的提高了檢測(cè)效 率，降低了檢測(cè)成本。
圖1是本發(fā)明方法的程序流程圖； 圖2是本發(fā)明中建立的一套發(fā)光電子輪測(cè)試設(shè)備的構(gòu)成示意圖； 圖3是本發(fā)明中發(fā)光電子輪輪盤與光電經(jīng)緯儀主鏡相對(duì)位置擺放示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明方法按圖1所示的流程實(shí)施，具體實(shí)施步驟按技術(shù)方案中提的方法步驟進(jìn) 行。按圖2所示的建立一套發(fā)光電子輪的結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施，其中支架10、底座12為鑄鐵材 料，支架IO通過螺栓固定在底座上。支撐桿8采用六跟等長(zhǎng)的鋁合金桿支撐輪盤9，輪盤9 亦采用鋁合金材料制作，平行光管6根據(jù)實(shí)際需要選擇小口徑平行光管嵌入輪盤邊緣。電 機(jī)7選擇無(wú)刷直流電機(jī)，傳輸線11采用雙絞線或同軸屏蔽電纜均可，電機(jī)調(diào)速箱13采用以 單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，接收PC機(jī)14傳輸?shù)霓D(zhuǎn)數(shù)W信息并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的調(diào) 制信號(hào)完成對(duì)電機(jī)7的轉(zhuǎn)速控制，PC機(jī)14選擇一般的工控機(jī)即可。按圖3所示的發(fā)光電子 輪與光電經(jīng)緯儀擺放位置去擺放實(shí)施，保持發(fā)光電子輪正對(duì)光電經(jīng)緯儀放置，輪盤9與光 電經(jīng)緯儀主鏡16間距離《10cm，初始位置保持平行光管6外壁與光電經(jīng)緯儀主鏡外壁18 相切。
權(quán)利要求
一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力的檢測(cè)方法，其特征在于包括建立一套發(fā)光電子輪測(cè)試設(shè)備(1)、發(fā)光電子輪與光電經(jīng)緯儀按固定位置擺放(2)、設(shè)置并解算相關(guān)參數(shù)(3)、光電經(jīng)緯儀采集圖像信息(4)、判斷光電經(jīng)緯儀捕獲能力是否達(dá)標(biāo)(5)，具體方法步驟為第一，建立一套發(fā)光電子輪測(cè)試設(shè)備，由支撐單元、輪盤單元、控制驅(qū)動(dòng)單元組成。支撐單元包括支架(10)、底座(12)；輪盤單元包括平行光管(6)、電機(jī)(7)、支撐桿(8)、輪盤(9)；控制驅(qū)動(dòng)單元包括電機(jī)調(diào)速箱(13)、PC機(jī)(14)、信號(hào)接收窗口(15)；支架(10)與底座(12)垂直，底端固定在底座(12)上，支架(10)的上端與輪盤單元的電機(jī)(7)的機(jī)座固連，電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)軸處于水平狀態(tài)，電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)軸通過輪盤(9)的中心孔與輪盤(9)固連，輪盤(9)是由多根等長(zhǎng)的支撐桿(8)支撐的圓盤，在輪盤(9)的盤邊緣固連安裝平行光管(6)，在電機(jī)(7)的帶動(dòng)下，平行光管(6)繞輪盤(9)做圓周運(yùn)動(dòng)構(gòu)成發(fā)光電子輪的主體。電機(jī)(7)、電機(jī)調(diào)速箱(13)、PC機(jī)(14)通過傳輸線(11)連接，構(gòu)成發(fā)光電子輪的控制驅(qū)動(dòng)單元，電機(jī)調(diào)速箱(13)上安裝信號(hào)接收窗口(15)，接收光電經(jīng)緯儀圖像采集脈沖作為發(fā)光電子輪啟動(dòng)信號(hào)；第二，將發(fā)光電子輪與光電經(jīng)緯儀按固定位置擺放，保持發(fā)光電子輪輪盤(9)與光電經(jīng)緯儀主鏡(16)的相對(duì)位置。發(fā)光電子輪輪盤(9)正對(duì)光電經(jīng)緯儀主鏡(16)并緊貼鏡頭放置，保持發(fā)光電子輪中垂線(17)與光電經(jīng)緯儀主鏡光軸(19)相交且垂直，旋轉(zhuǎn)輪盤(9)，使平行光管(6)外壁與光電經(jīng)緯儀主鏡外壁(18)相切，光電經(jīng)緯儀圖像采集信號(hào)通過傳輸線(11)接入電機(jī)調(diào)速箱(13)上的信號(hào)接收窗口(15)；第三，設(shè)置并解算相關(guān)參數(shù)，將光電經(jīng)緯儀性能指標(biāo)給出的捕獲時(shí)間tm以及光電經(jīng)緯儀口徑r兩個(gè)參數(shù)輸入PC機(jī)(14)，PC機(jī)(14)根據(jù)計(jì)算公式解算出角速度φ，并將φ轉(zhuǎn)換為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ψ，PC機(jī)(14)將Ψ值傳輸至電機(jī)調(diào)速箱(13)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制。解算角速度φ的公式如下根據(jù)余弦定理，利用發(fā)光電子輪半徑R以及光電經(jīng)緯儀的口徑r可以計(jì)算出平行光管(6)初始位置至光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)中心的角度θ <mrow><mi>θ</mi><mo>=</mo><mi>Arc</mi><mi>cos</mi><mfrac> <mrow><mn>2</mn><msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup> <mi>r</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow> <mrow><mn>2</mn><msup> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow></mfrac> </mrow>發(fā)光電子輪的運(yùn)動(dòng)方式為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此，利用角度θ和捕獲時(shí)間tm既可以計(jì)算出角速度 <mrow><mi>φ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mi>θ</mi> <msub><mi>t</mi><mi>m</mi> </msub></mfrac> </mrow>第四，光電經(jīng)緯儀采集圖像信息，啟動(dòng)光電經(jīng)緯儀，脈沖觸發(fā)發(fā)光電子輪，電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)發(fā)光電子輪輪盤(9)以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，平行光管(6)勻速周期性通過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)，周期T＝2π/φ。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間t，t根據(jù)試驗(yàn)細(xì)則具體設(shè)定，平行光管(6)通過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)的次數(shù)i＝t/T。光電經(jīng)緯儀以采樣頻率f采集圖像，記錄平行光管(6)周期性經(jīng)過光電經(jīng)緯儀視場(chǎng)的全過程，并通過圖像處理輸出脫靶量信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)捕獲；第五，判斷光電經(jīng)緯儀捕獲能力是否達(dá)標(biāo)，對(duì)光電經(jīng)緯儀采集的圖像進(jìn)行回放，統(tǒng)計(jì)出光電經(jīng)緯儀每次從目標(biāo)進(jìn)入視場(chǎng)至完成目標(biāo)捕獲所拍攝圖片的計(jì)數(shù)值nx，構(gòu)成計(jì)數(shù)序列{n1，n2，n3，…ni}，依次比較nx與標(biāo)準(zhǔn)閾值N的大小，標(biāo)準(zhǔn)閾值N＝tm×f，若所有計(jì)數(shù)值nx均滿足nx≤N，則表明在捕獲時(shí)間tm范圍內(nèi)，光電經(jīng)緯儀對(duì)指定目標(biāo)完成了捕獲，其捕獲能力達(dá)標(biāo)；若存在至少一個(gè)計(jì)數(shù)值nx滿足nx＞N，則表明在捕獲時(shí)間tm范圍內(nèi)，光電經(jīng)緯儀未完成指定目標(biāo)捕獲，其捕獲能力未達(dá)標(biāo)。F2009102178972C0000012.tif,F2009102178972C0000021.tif
全文摘要
一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力的檢測(cè)方法，屬于光電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種檢測(cè)方法，要解決的技術(shù)問題是提供一種采用發(fā)光電子輪的光電經(jīng)緯儀捕獲能力檢測(cè)方法。解決的技術(shù)方案，包括建立一套發(fā)光電子輪測(cè)試設(shè)備、發(fā)光電子輪與光電經(jīng)緯儀按固定位置擺放、設(shè)置并解算相關(guān)參數(shù)、光電經(jīng)緯儀采集圖像信息、判斷光電經(jīng)緯儀捕獲能力是否達(dá)標(biāo)。本發(fā)明利用體積較小的發(fā)光電子輪取代了靶場(chǎng)靶標(biāo)，利用平行光管模擬待捕獲目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了光電經(jīng)緯儀捕獲能力室內(nèi)檢測(cè)，極大的提高了檢測(cè)效率，降低了檢測(cè)成本。
文檔編號(hào)G01C25/00GK101718561SQ20091021789
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者寧飛, 李俊霖, 沈湘衡, 顧營(yíng)迎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所