光幕阵列光幕平面方程精确标定技术

发布时间：2020-05-11 16:27

【摘要】：在兵器靶场试验中,天幕立靶测量装置是目前国内唯一能够测量高射速连发弹丸立靶密集度的自动测试设备,为准确评估武器系统的战斗效能起到至关重要的作用,该设备测量精度与光幕阵列平面方程的标定精度密切相关。精确标定光幕阵列光幕平面方程是天幕立靶所测数据准确性和可靠性的有力保证,是测量仪器在出厂前中不可缺少的关键环节之一。本文研究了光幕阵列光幕平面方程精确标定技术,主要研究内容如下:1)研究了光幕阵列及相关标定方法的国内外发展现状,总结了常见标定方法的优缺点。分析了天幕立靶光幕阵列的特点,并进行了实验验证。讨论了实际工程中影响天幕立靶测量结果精度的关键因素,进而分析了传统采用的双经纬仪标定天幕立靶光幕平面方程的不足。2)提出了一种双经纬仪精确标定光幕平面方程的优化设计方案。设计了LED面光源作为天幕立靶光幕的投射光源,避免产生光幕离轴现象;仿真优化了双经纬仪测量系统的测量布局及基准尺的位置和姿态,实现了双经纬仪的最佳布站;研究了光幕厚度中心识别技术,设计了具有平移、旋转、升降、微调及图像拍摄与处理等功能的专用光幕接收装置,提高了寻找与识别光幕厚度中心面的精度。3)搭建了天幕立靶光幕阵列光幕平面方程标定的原理实验平台,验证了相机精确识别光幕中心算法的可行性,完成了光幕平面方程的标定及光幕阵列幕面图的绘制。通过实弹射击实验验证了此方案的可行性与合理性。优化后的标定方法比传统双经纬仪标定方法,坐标精度提高10.6%。4)利用数值评定的方法,进行了光幕平面方程标定的测量不确定度的评定,在空间10m×7m×4m内,光幕平面方程的扩展不确定度为2.6996mm,完善了标定结果。
【图文】：

示意图,光幕,阵列,坐标

图 1.2 四光幕阵列列时，依次穿过光幕阵得到，利用各光幕面41ttSV 。弹丸 x 坐标，y 坐标()cot 42ttx i S()cot 43tty i S于四光幕阵列展开了试系统[13]，其有效的探

示意图,镜头焦距,示意图,镜头

一般采用幕中触发方式提取弹丸穿过光幕某一时刻的信息，由于幕中触发方中间面位置有关，但实际上由于镜头狭缝光阑的作用，成像镜头的视场为具有一区域，因此，对标定光幕中心面带来问题。由于狭缝的加工、狭缝与光学镜头装来误差，，使实际产生光幕与理论存在偏差。因此，从光幕的形成和特点入手分析步精确标定幕面奠定基础。2.1.1光学镜头相关参数1)焦距光学镜头焦距:是指镜头光学后主点到焦点的距离，是镜头的重要性能指标所示。对于任何一个成品镜头而言，不可能非常清楚的知道其内部构造，如每个距、两个镜片之间的距离等，但任何镜头都可以等效为一个凸透镜。无穷远处平线通过镜头（凸透镜）后在焦平面处汇聚，此时焦平面到镜头光轴中心（即等效光轴中心）的距离称为焦距。通常，天幕靶镜头所采用的镜头为定焦镜头，如下示。
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ06

【参考文献】