弹射式月表着陆器自成像技术研究

发布时间：2017-10-05 04:25

  本文关键词：弹射式月表着陆器自成像技术研究

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【摘要】：月球做为地球唯一的天然卫星,是人类开展深空探测的首选目标,也是人类进行外层空间探测的理想基站。月球拥有丰富的矿产资源和独特的空间环境条件,具有广阔的开发利用前景。月球探测推动了众多新技术的发展,尤其是航天技术、信息技术和光电技术等高新技术的进步。登陆月球表面是进行月球探测最直接有效的手段,拍摄月球着陆器及周围环境可以监测着陆器的工作状态,因此研究拍摄着陆器自身的技术是一项非常具有实际意义的工作。本文首先介绍了月球探测的背景；总结了国内外探月工程的发展现状。然后介绍了已有的几种拍摄着陆器自身的方式以及它们各自的优缺点。随后提出了一种操作简单、易实现的弹射式月球着陆器自成像方案,并对此方案做了详细介绍。然后分析了方案中对成像系统的要求,完成了光学系统的优化设计,对光学系统的成像质量进行了分析。介绍了公差分析的概念,并对设计的镜头进行了公差分析,给出了合理的公差分配参数。设计了镜筒的结构,整体结构易于安装和调适。随后具体介绍了方案中不倒翁结构主体、弹射器主体的结构设计。分析了不倒翁结构主体参数设计的原理,介绍了弹射器主体的工作原理,给出了各零件的设计方案。介绍了弹簧的设计原理,并根据设计要求给出了合理的压缩螺旋弹簧设计参数。介绍了有限元分析的原理,对不倒翁结构主体跌落过程进行了有限元分析。完成了地面试验用的弹射式着陆器自成像系统的加工制作,并在地面环境下进行实验,验证了方案的可行性。总结了图像畸变校正的方法,详细介绍了一种基于多项式拟合的畸变校正方法,并进行了实验验证了该方法的有效性。
【关键词】：月球探测 光学设计 公差分析 有限元分析 相机标定 畸变校正
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V476.3;TP391.41
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题背景及意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 论文章节安排15-17
• 第2章 总体方案设计17-23
• 2.1 拍摄着陆器的方法介绍17-20
• 2.2 弹射式月表着陆器自成像方案设计20-23
• 2.2.1 系统硬件构成20-21
• 2.2.2 系统工作原理21-23
• 第3章 光学设计23-32
• 3.1 光学系统的设计要求23-24
• 3.1.1 传感器的选择23
• 3.1.2 系统参数要求23-24
• 3.2 光学系统设计结果及分析24-27
• 3.2.1 初始结构的选择24
• 3.2.2 光学系统的优化设计结果及分析24-27
• 3.3 光学系统的公差分析27-29
• 3.3.1 光学系统公差的概念27-28
• 3.3.2 广角镜头的公差分析28-29
• 3.4 广角镜头的镜筒结构设计29-32
• 3.4.1 材料的选取29-30
• 3.4.2 镜筒的结构设计30-32
• 第4章 系统结构设计32-51
• 4.1 不倒翁结构主体设计32-37
• 4.1.1 底壳的参数设计33-34
• 4.1.2 铅块的参数设计34-35
• 4.1.3 外筒的参数设计35-36
• 4.1.4 顶盖和相机支架的结构设计36-37
• 4.2 弹射器主体设计37-39
• 4.2.1 底座的结构设计37-38
• 4.2.2 套筒的参数设计38-39
• 4.3 弹簧的参数设计39-42
• 4.3.1 圆柱螺旋弹簧的几何参数39-40
• 4.3.2 圆柱螺旋弹簧受载荷时的应力及变形40-41
• 4.3.3 圆柱压缩弹簧的参数设计41-42
• 4.4 不倒翁结构主体跌落过程的有限元分析42-51
• 4.4.1 有限元分析概述42-44
• 4.4.2 动力问题的有限元计算44-46
• 4.4.3 跌落过程的有限元分析46-51
• 第5章 实验结果与畸变校正51-60
• 5.1 实验测试51-53
• 5.1.1 弹射系统实验结果分析51-52
• 5.1.2 方向控制系统实验结果分析52-53
• 5.2 原始图像的畸变校正53-60
• 5.2.1 畸变校正概述54-55
• 5.2.2 一种基于多项式拟合的畸变校正方法55-57
• 5.2.3 畸变校正的实验结果57-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-66
• 作者简介66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 赵小松,张宏伟,张国雄,李真;摄像机标定技术的研究[J];机械工程学报;2002年03期

2 刘建忠;欧阳自远;李春来;邹永廖;;中国月球探测进展(2001-2010年)[J];矿物岩石地球化学通报;2013年05期

3 杨必武,郭晓松;摄像机镜头非线性畸变校正方法综述[J];中国图象图形学报;2005年03期

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本文编号：974772