一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置。涉及不規(guī)則表面物體姿態(tài)測量技術(shù)，有效提高了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度。該裝置包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿垂直固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位桿垂直但不與定位桿相連。主要用于不規(guī)則表面物體姿態(tài)測量。
【專利說明】一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不規(guī)則表面物體姿態(tài)測量技術(shù)，尤其涉及一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飛航武器裝備的快速發(fā)展，對武器裝備隱身性能的要求越來越高，在研究過程中需要開展大量的隱身性能靜態(tài)測試試驗，在隱身性能靜態(tài)測試過程中，需要將被測目標(biāo)放置在一個上表面為平面的支架上，同時需要準(zhǔn)確定位被測目標(biāo)的方位、俯仰和橫滾姿態(tài)?，F(xiàn)有技術(shù)中，選取導(dǎo)彈或部件的已有平面作為基準(zhǔn)進行姿態(tài)定位，但很多外表面為復(fù)雜曲面的目標(biāo)上沒有平面作為姿態(tài)定位基準(zhǔn)，一般選擇近似平面作為姿態(tài)定位基準(zhǔn)，難以實現(xiàn)準(zhǔn)確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置，有效提高了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0005]一方面，一種姿態(tài)檢測方法，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括:
[0006]利用計算機在相同坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)三維模型和輔助裝置三維模型，所述輔助裝置包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個不與定位桿相連；
[0007]記錄定位桿在被測目標(biāo)三維模型上的投影點；
[0008]在被測目標(biāo)實體表面標(biāo)注投影點的位置；
[0009]根據(jù)被測目標(biāo)投影點的坐標(biāo)換算輔助裝置定位桿的長度；
[0010]將輔助裝置實體放置在被測目標(biāo)實體表面上，使輔助裝置的定位桿端點與被測目標(biāo)實體的投影點 對應(yīng)；
[0011]基座上表面、側(cè)表面為測量基準(zhǔn)平面，利用輔助裝置實體的基準(zhǔn)平面進行被測目標(biāo)實體姿態(tài)的測量，通過測量基座上基準(zhǔn)平面的姿態(tài)進行被測目標(biāo)實體的姿態(tài)調(diào)整。
[0012]另一方面，一種輔助裝置，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個不與定位桿相連。
[0013]本發(fā)明實施例提供的姿態(tài)檢測方法和輔助裝置，在計算機中統(tǒng)一坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位桿在被測目標(biāo)上的投影點確定測量基準(zhǔn)點，通過測試輔助裝置基座平面的姿態(tài)獲得被測目標(biāo)的姿態(tài)，從而對被測目標(biāo)的水平姿態(tài)、俯仰姿態(tài)和橫滾姿態(tài)進行準(zhǔn)確測量，有效提高了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度，從而有效提高測試精度和測試效率?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]所包括的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本發(fā)明的實施例，并與文字描述一起來闡釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種姿態(tài)檢測方法的流程圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為鉛筆頭狀定位桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明實施例中目標(biāo)表面標(biāo)注基準(zhǔn)測量點位置示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明實施例中定位桿的端點與翼面上基準(zhǔn)測量點緊密接觸示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。在下面的描述中，出于解釋而非限制性的目的，闡述了具體細節(jié)，以幫助全面地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細節(jié)的其它實施例中實踐本發(fā)明。
[0021]在此需要說明的是，為了避免因不必要的細節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細節(jié)。
[0022]本發(fā)明實施例提供了一種姿態(tài)檢測方法，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，如圖1所示，包括:
[0023]101、在計算機中建立被測目標(biāo)三維模型和輔助裝置的三維模型，兩個模型的坐標(biāo)系一致，將輔助裝置的定位桿在被測目標(biāo)的垂直投影點作為基準(zhǔn)測量點，記錄測量點的三維坐標(biāo)。
[0024]輔助裝置的主要特征如圖2所示以下4點:
[0025](I)該輔助裝置包括一個基座和柱形定位桿，基座與定位桿固定連接，其中定位桿不少于3個，為了準(zhǔn)確確定基準(zhǔn)測量點，如圖3所示，定位桿端點收縮為鉛筆頭狀；
[0026](2)基座為立方體形狀，上表面、側(cè)表面為測量基準(zhǔn)平面，為操作便利，邊緣可導(dǎo)圓處理；
[0027](3)定位桿與基座下表面垂直；
[0028](4)每個定位桿的長度可以手動調(diào)節(jié)，定位桿上附帶刻度尺，可顯示當(dāng)前調(diào)節(jié)狀態(tài)的定位桿長度。
[0029]102、被測目標(biāo)加工后,如圖4所示,在目標(biāo)表面標(biāo)注基準(zhǔn)測量點的位置；
[0030]103、根據(jù)被測目標(biāo)測量點的坐標(biāo)換算輔助裝置定位桿的長度；
[0031]104、將輔助裝置放置在被測目標(biāo)表面上，使輔助裝置的定位端點與被測目標(biāo)的基準(zhǔn)測量點 對應(yīng)；
[0032]105、利用輔助裝置的基座平面作為基準(zhǔn)平面進行被測目標(biāo)姿態(tài)的測量，通過測量基準(zhǔn)座上基準(zhǔn)平面的姿態(tài)進行被測目標(biāo)的姿態(tài)調(diào)整；
[0033]進行重復(fù)/再現(xiàn)性檢測，以獲取準(zhǔn)確的結(jié)果，并對進行測量誤差分析。
[0034]以翼面姿態(tài)檢測為例，簡述上述方法的實施過程，首先在計算機中，利用CAD軟件建立翼面的三維模型，同時建立輔助裝置的三維模型，兩個模型的坐標(biāo)系一致，在CAD軟件中將輔助裝置移到翼面模型的上方并預(yù)留一定距離，將輔助裝置的定位桿在翼面上表面進行投影，或?qū)⒍ㄎ粭U向翼面所在的方向延伸，定位桿在翼面上的投影點或定位桿與翼面的相交點作為基準(zhǔn)測量點，記錄測量點的三維坐標(biāo)。
[0035]然后根據(jù)基準(zhǔn)測量點坐標(biāo)，如圖4所示，在翼面模型上標(biāo)注基準(zhǔn)測量點的位置，并根據(jù)翼面上基準(zhǔn)測量點的Z向坐標(biāo)值換算輔助裝置定位桿的長度，并根據(jù)換算值對定位桿的長度進行調(diào)節(jié)。
[0036]然后將輔助裝置的四個定位桿一一對應(yīng)放置在翼面上的四個基準(zhǔn)測量點上，如圖5所示，使輔助裝置的定位桿的端點與翼面上基準(zhǔn)測量點緊密接觸，按照翼面測量要求調(diào)整翼面姿態(tài)，一般在翼面下方放置不影響測量結(jié)果的支撐物，翼面姿態(tài)調(diào)整過程中使輔助裝置與翼面一起調(diào)整，利用水平測量儀等設(shè)備，通過測量輔助裝置上的基座平面的姿態(tài)獲得翼面的方位、俯仰、橫滾姿態(tài)角。
[0037]根據(jù)測量需要將翼面和輔助裝置同時調(diào)整，并通過測量輔助裝置上的基座平面的姿態(tài)獲得翼面的方位、俯仰、橫滾姿態(tài)角，重復(fù)上述步驟，直至翼面姿態(tài)滿足測量要求為止。最后進行重復(fù)/再現(xiàn)性檢測和測量誤差分析。
[0038]本實施例提供的姿態(tài)檢測方法，在計算機中統(tǒng)一坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位桿在被測目標(biāo)上的投影點確定測量基準(zhǔn)點，通過測試輔助裝置基座平面的姿態(tài)獲得被測目標(biāo)的姿態(tài)，從而對被測目標(biāo)的水平姿態(tài)、俯仰姿態(tài)和橫滾姿態(tài)進行準(zhǔn)確測量，有效提聞了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度，從而有效提聞測試精度和測試效率。
[0039]本發(fā)明實施例提供一種輔助裝置，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位桿垂直但不與定位桿相連。
[0040]下面詳述該輔助裝置在凹凸表面上實現(xiàn)球體的姿態(tài)標(biāo)定及復(fù)現(xiàn)過程，
[0041](I)放置球體初始狀態(tài)
[0042]將球體放置于一基準(zhǔn)平面上至所需要位置，通過在目標(biāo)與基準(zhǔn)平面之間塞進墊片的方式，使球體姿態(tài)穩(wěn)定而不搖晃；
[0043](2)放置輔助裝置
[0044]將輔助裝置放置在球體上表面，使輔助裝置的三條定位桿下端與球體表面緊密接觸，使基座重心落在三條定位桿構(gòu)成的支承面內(nèi)以保證姿態(tài)穩(wěn)定；
[0045](4)輔助裝置定位
[0046]通過螺紋及輔助螺栓調(diào)節(jié)輔助裝置上三條定位桿的長度及角度，調(diào)節(jié)的同時觀察測量平面上的水平測量尺，當(dāng)輔助測量裝置上特定的測量平面處于水平位置時，固定三條定位桿的角度位置及長度，完成輔助裝置定位；
[0047]定位桿調(diào)節(jié)到位后，在球體外表面標(biāo)記出三條定位桿接觸位置。
[0048](5)姿態(tài)復(fù)現(xiàn)
[0049]將球體重新放置于所需要的凹凸曲面，將已經(jīng)完成定位的輔助裝置放置在球體上，使三條定位桿與第(4)步中標(biāo)記的測量點相接觸。
[0050]通過旋轉(zhuǎn)球體在平面或凹凸曲面與目標(biāo)之間塞進合適墊片來調(diào)節(jié)復(fù)雜外形目標(biāo)姿態(tài)，當(dāng)輔助裝置上相應(yīng)的測量平面處于水平位置時，復(fù)雜外形目標(biāo)的姿態(tài)即已經(jīng)復(fù)現(xiàn)。
[0051]該過程可以在任意凹凸面上實現(xiàn)復(fù)雜外形曲面目標(biāo)的姿態(tài)復(fù)現(xiàn)，該方法簡單易行，成本低，特別適用于雷達散射截面測試等需要對目標(biāo)進行高精度、多次重復(fù)定位的場
口 ο
[0052]本實施例提供的輔助裝置，在計算機中統(tǒng)一坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位桿在被測目標(biāo)上的投影點確定測量基準(zhǔn)點，通過測試輔助裝置基座平面的姿態(tài)獲得被測目標(biāo)的姿態(tài)，從而對被測目標(biāo)的水平姿態(tài)、俯仰姿態(tài)和橫滾姿態(tài)進行準(zhǔn)確測量，有效提聞了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度，從而有效提聞測試精度和測試效率。
[0053]如上針對一種實施例描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施例中使用，和/或與其它實施例中的特征相結(jié)合或替代其它實施例中的特征使用。
[0054]應(yīng)該強調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟、組件或其組合的存在或附加。
[0055]本發(fā)明以上的裝置和方法可以由硬件實現(xiàn)，也可以由硬件結(jié)合軟件實現(xiàn)。本發(fā)明涉及這樣的計算機可讀程序，當(dāng)該程序被邏輯部件所執(zhí)行時，能夠使該邏輯部件實現(xiàn)上文所述的裝置或構(gòu)成部件，或使該邏輯部件實現(xiàn)上文所述的各種方法或步驟。本發(fā)明還涉及用于存儲以上程序的存儲介質(zhì)，如硬盤、磁盤、光盤、DVD、flash存儲器等。
[0056]這些實施例的許多特征和優(yōu)點根據(jù)該詳細描述是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實施例的落入其真實精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本發(fā)明的實施例限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。
[0057]本發(fā)明未詳細說明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種姿態(tài)檢測方法，其特征在于，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括: 利用計算機在相同坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)三維模型和輔助裝置三維模型，所述輔助裝置包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿垂直固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位桿垂直但不與定位桿相連； 記錄定位桿在被測目標(biāo)三維模型上的投影點； 在被測目標(biāo)實體表面標(biāo)注投影點的位置； 根據(jù)被測目標(biāo)投影點的坐標(biāo)換算輔助裝置定位桿的長度； 將輔助裝置實體放置在被測目標(biāo)實體表面上，使輔助裝置的定位桿端點與被測目標(biāo)實體的投影點 對應(yīng)； 基座上表面、側(cè)表面為測量基準(zhǔn)平面，利用輔助裝置實體的基準(zhǔn)平面進行被測目標(biāo)實體姿態(tài)的測量，通過測量基座上基準(zhǔn)平面的姿態(tài)進行被測目標(biāo)實體的姿態(tài)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定位桿端點收縮為鉛筆頭狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基座邊緣經(jīng)過導(dǎo)圓處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述定位桿上附帶刻度尺。
5.一種輔助裝置，其特征在于，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位桿垂直但不與定位桿相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，定位桿端點收縮為鉛筆頭狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，基座邊緣經(jīng)過導(dǎo)圓處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述定位桿上附帶刻度尺。
【文檔編號】G01C15/00GK103884322SQ201410120765
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】張吒, 張松靖, 郝璐, 鄭理 申請人:北京機電工程研究所