提高CCD激光自准直测角精度的硬件方法

设计了一个CCD激光自准直测角系统。为提高系统的测量精度,对系统中的硬件参数进行了研究,包括小孔光阑的直径、CCD的积分时间、会聚镜头的焦距值、采集卡的亮度和对比度参数等。分别对各硬件参数进行分析,得出优化值并对系统进行了改进。对改进前后的系统进行对比实验,实验结果表明:改进后系统的测角误差由原来的5.0″提高到了1.0″,处理一帧图像的平均时间为0.417 s,满足实际要求。对CCD激光自准直测角系统中的硬件参数进行优化,可有效改善图像质量,提高系统的测量精度。

基于互相关分析的激光自准直小角度测量技术(英文)

应用光学自准直原理,选用激光二极管(LD)为光源,位置敏感探测器(PSD)为光电探测器,构建了一种基于互相关分析的激光自准直小角度测量系统.为了提高小角度测量精度,该系统对光源进行正弦调制,利用互相关分析解调出待测小角度信息.根据互相关分析理论,设计了信号处理系统,对影响系统精度的主要因素进行了分析.实现了测量样机,并进行了性能测试实验.实验表明,互相关解调系统有效地抑制了噪声的影响,样机具有较高的二维小角度测量精度和示值稳定性,在±150″范围内,最大非线性误差为0.6″,重复性误差为0.2″,漂移为0.4″/4h.

激光自准直测角中零位畸变模型及仿真

基于透视投影变换和空间解析几何理论,提出了一种新的激光自准直测角模型建立方法,通过对像点的椭圆轨迹中心与系统基准零位的分析,建立了基准零位畸变误差模型,并进行了仿真研究,获得了该误差的变化规律,为激光自准直测角系统标定、基准零位的确定等问题的有效解决提供了一个有效的理论依据,具有一定的理论意义和工程实际应用价值。

CCD激光自准直系统测光电经纬仪车载平台变形

车载平台变形是影响光电经纬仪跟踪精度的关键因素,提出了利用CCD激光自准直测量系统来测量车载平台变形的新方法。用CCD系统采集车载平台的变形视频信号,计算机对视频信号进行处理得到脱靶量数据,由此即可算出车载平台变形量。实验数据分析结果表明,车载平台变形量随着速度和加速度呈周期性变化,变形曲线的趋势与加速度曲线的趋势相同。当经纬仪以60°/s速度引导工作时,方位最大变形为12.57″,高低最大变形为5.98″。这种方法为进一步研究反馈补偿以提高经纬仪的跟踪精度提供了理论依据。

提高CCD激光自准直测量系统精度的一种方法

为了提高经纬仪的测量和跟踪精度,采用了一种CCD激光自准直系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量;对测量系统的精度进行了分析,其精度很大程度上取决于CCD图像传感器输出信号的精度;研究了影响CCD精度的各种因素,并对CCD图像进行消噪处理,结果表明CCD图像的质量明显提高,从而提高了CCD激光自准直系统的测量精度。

电荷耦合器件激光自准直系统轴系精度分析

随着导弹瞄准精度和射击精度的提高 ,对于配套的导弹瞄准测量系统的精度要求越来越高。电荷耦合器件 (CCD)激光自准直系统的轴系精度很大程度上决定整个仪器的测量精度和使用精度 ,运用传统的误差理论 ,分析了影响轴系精度的尺寸、形状、位置误差等各种因素。针对该系统的垂直轴和水平轴的结构特点 ,进行了详细的轴系精度分析。通过对多批量设备的检测 ,其结果证明此系统轴系精度非常高 ,说明其结构设计是合理的。

车载平台变形的激光自准直测量方法研究

以自准直原理为基础,提出了测量车载平台的变形的激光自准直非接触测量方法,分析了测量系统的工作原理,并根据该原理设计了一套非接触测量系统,采用该系统测量车载平台的变形,利用视频判读系统对CCD图像进行处理和判读,得出的脱靶量数据,进行计算得出车载平台变形量。采用最小二乘法和正交多项式等方法对数据进行处理,拟合出车栽平台变形量与经纬仪速度和加速度的关系曲线,建立了车载平台变形量与经纬仪加速度关系的数学模型,为进一步研究如何进行反馈补偿,提高经纬仪的跟踪精度和使用精度打下理论基础。

CCD激光自准直旋转靶标轴系跳动测量系统

在检测光电测量设备的跟踪和测量精度时,动态旋转靶标能够给出空间角度的真值,而靶标轴系的跳动是影响靶标测量精度的重要因素.本文提出用CCD激光自准直非接触测量系统测量动态靶标轴系跳动的新方法.用面阵CCD采集靶标轴系跳动的视频信号,计算机对视频信号进行处理得到脱靶量数据,由此即可算出靶标轴系跳动量.实验结果表明:当靶标旋转轴以10°/s速度旋转时,方位最大跳动量为4.80″,高低最大跳动量为3.98″,靶标轴系的旋转精度能够满足要求.

激光自准直角度测量系统建模方法研究

基于透视投影变换,提出了一种新的激光自准直测角系统建模方法,通过对系统安装误差因素和模型外参数的仿真分析,提出了一种带有内外参数的激光自准直简化测量模型,为激光自准直测角系统建模、标定等问题的解决提供了一个有效的理论依据,具有一定的理论意义和工程实际应用价值.

激光自准直CCD数字分光计的研制

采用半导体激光器、CCD显示单元和高精度实心轴角度传感器对传统分光计进行改进,实现了分光计的激光自准直调节,使得分光计的粗调能有的放矢,减少了盲目调节;望远镜图像液晶显示缓解了实验者的视觉疲劳,减少了视差;读数系统的数字化,使得读数变得非常简单快捷,数据的重复性和可靠性更好.

激光自准直经纬仪电源监控系统设计

为了保证激光自准直经纬仪在野外环境下,能够长时间正常工作,设计了一套便携式的供电电源及其监控系统,主要由锂电池组、DC/DC模块、充放电控制模块、显示告警模块等部分组成,输出激光自准直经纬仪需要的直流电源,显示供电电源的电量,并且当电池电量达到最低限时能够告警并自动充电。实验结果表明,连续供电时间超过20h,携带方便、操作简单,满足了用户的使用要求。

激光自准直仪小型化光机结构设计

增加自准直仪物镜焦距可提高仪器精度,但仪器长度也会随之增加。为实现激光自准直仪小型化,本文利用摄远物镜的实际长度小于焦距的结构特点,设计了焦距为450mm的激光自准直仪摄远物镜,像差分析表明系统传函接近衍射极限,点列图中光斑远小于艾里斑;光机结构设计后,系统包括激光光源在内的轴向尺寸仅为295mm,在满足激光自准直仪光学系统像质要求的条件下,有效减小了仪器系体积。

激光自准直仪

1.前言 自准直仪在光学领域中是具有代表性的测量装置。该测量仪器可以测量棱镜的角度和平行平板的平行度,载物台的直线度以及透镜的焦距等,应用广范。它可以用简单的结构进行高精度测量,但随着近年来光学部件和光学仪器的发展越来越复杂化以及高性能化,测量也要求有更高精度。

一种高精度CCD激光自准直测量系统的研究

为测量导弹姿态角研制了一套CCD激光自准直系统,它有一套24位绝对式角轴编码器,设有多个读数头,对径读数采用数字量相加技术,消除了轴系晃动对信号的影响。采用高精度线阵CCD作为接收元件。本系统可以进行光电自准直的测量,在360°范围内水平方向误差不大于±1.5",极限测量精度不大于8"。

激光自准直测角系统安装误差分析

分析激光自准直测角系统的安装误差,得出误差主要来源:光学系统和PSD的倾斜安装。针对光学系统的倾斜安装,建立畸变误差模型并仿真分析,得出结论:光学系统光轴平行于转轴时,像点坐标不因平面镜旋转角度的不同而存在误差,变化的仅是折射光线与光轴的夹角;光轴与转轴相交时,像点坐标随光轴与转轴的夹角、焦距和平面镜初始位置法线与转轴夹角的变化而产生较大的畸变误差。建立的误差模型及仿真结果为提高激光自准直测量精度提供了一个有效的理论指导,具有一定的工程实际应用价值。

利用相移片实现激光自准直的新方法

介绍两种实现激光自准直的方法和实验．阶梯相移片法的特点在于巧妙地利用相移片对入射光进行调制，实现高精度激光自准直和角度的测量，微点相移片法是比较入射光与反射光通过相移点的衍射图形，达到激光自准直的目的。用夫琅和费标量衍射理论分析和计算了激光经过两种相移片调制后的光能分布，并对制作公差进行了讨论。

激光自准直仪示值误差的检定方法

针对激光自准直仪示值误差的检定，提出了一种基于双频激光干涉仪的检定方法，介绍了检定系统的工作原理。以双频激光干涉仪为基准反馈部件，利用自动控制技术对激光自准直仪示值误差的检定，系统可完成对标称示值误差为0.5″（±100″内）的激光自准直仪的自动示值误差检定，最后通过实验验证了方案的可行性。

基于矢量运算的光电自准直系统建模研究

针对光电自准直系统现有简化模型的局限,研究了一种基于矢量运算的的建模方法。以矢量运算理论为基础,通过对分划板任意点经光电自准直系统成像进行一般性分析,建立了分划板点坐标、平面镜转角与回像点坐标相互关系的数学模型,并提出了理想自准直系统的概念。通过数值仿真,分析了回像轨迹与平面镜转角的关系以及简化模型的原理性误差。根据分析的结论,进行了激光自准直实验验证。文中建立的模型对于大范围、高精度的光电自准直系统设计、误差分析与补偿具有一定的指导意义。

一种快速高精度激光CCD自准直仪圆目标中心的定位方法

为满足高精度测量和瞄准跟踪系统中对激光CCD自准直仪的测量精度和实时性的要求,提出一种快速高精度激光CCD自准直仪圆目标中心的定位方法。首先利用变结构元广义形态学边缘检测算法,充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,然后采用多项式插值算法对圆目标轮廓进行快速亚像素定位,最后利用最小二乘拟合方法实现了圆目标中心的精确定位。实验结果表明,该定位方法稳定性好,定位精度高且实时性强,应用该方法改进后激光CCD自准直仪的测量精度由2″提高到±0.25″,且单次测量时间小于0.23s,可满足激光CCD自准直仪在小角度测量和瞄准跟踪等领域的高精度实时测量需求。

激光CCD自准直仪圆目标中心抗噪声精确定位方法

为满足高精度计量和方位瞄准跟踪系统的发展对激光CCD自准直仪测量精度的要求,提出一种基于正交傅里叶-梅林矩的激光CCD自准直仪圆目标中心抗噪声精确定位方法。首先利用正交傅里叶-梅林矩(OFMM)的幅值旋转不变性和更低径向矩阶数在充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,通过对图像边缘旋转后垂直方向上不同阶次的正交傅里叶-梅林矩之间关系的分析将圆目标轮廓定位至亚像素级,然后采用最小二乘拟合方法实现圆目标中心的精确定位。结果表明,该方法稳定性好,定位精度高且抗干扰能力强,改进后的激光CCD自准直仪的测量分辨力提高了10倍,测量精度由2″提高到±0.18″,可有效满足在小角度测量和瞄准等领域的高精度测量需要。