基于双CCD技术的火炮偏离角测量方法研究

将激光面光源铅垂地固定在地面上发射出的光线作为测量基准,基于双CCD技术的火炮偏离角测量方法通过测量激光光斑在高精度CCD传感器上的位置变化,得到火炮身管在水平面的直线位移量,结合倾角传感器测得的火炮身管高低角的变化,通过三角形相似原理得到火炮身管偏离角的解算公式,并利用微分关系进行精度分析,确定测量方案中主要器件的参数指标,并介绍了实际偏离角测量的步骤,最后与圆光栅传感器进行了角度测量的对比,验证了该方案可以实现高精度的偏离角测量。

采用线阵CCD测量扫描镜步进角度的系统设计

介绍了采用线阵CCD测量扫描镜步进角度的方法,并给出了详细的实现方案,包括光学系统设计、硬件电路设计以及CCD数字化信号处理方法。解决了一般情况下无法做到的高精度非接触式动态测量问题,并为系统的工程化打下了坚实的基础。

采用线阵CCD测量扫描镜步进角度的系统设计

介绍了采用线阵CCD测量扫描镜步进角度的方法,并给出了详细的实现方案,包括光学系统设计、硬件电路设计以及CCD数字化信号处理方法。解决了一般情况下无法做到的高精度非接触式动态测量问题,并为系统的工程化打下了坚实的基础。

基于线阵CCD的精密测角系统

本文提出了一种基于线阵CCD的精密测角系统,该系统由线阵CCD作为光学传感器、利用嵌入式处理器和可编程逻辑器件对CCD进行驱动和数据采集和处理。实现了对小范围内角度的精密测量,系统的测角频率可达到200Hz,测角精度为0.02mrad,可实时动态的对小角度进行非接触测量。

基于角度交会的二维坐标图像测量系统

针对基准平面障碍物检测定位问题,设计了一种采用角度交会法测量二维坐标的嵌入式图像检测系统。二维坐标测量系统采用双线法标定线阵CCD图像传感器,并采用角度交会法对被测对象进行坐标计算,从而测得未修正的二维坐标测量结果。采用控制变量法分别测量X轴和Y轴坐标,使用Matlab软件对数据进行处理,并对X轴和Y轴测量误差分别进行多项式线性拟合,进而得到坐标修正公式,修正的二维坐标误差明显变小。实验结果表明:基于角度交会的二维坐标图像测量系统能够实时、准确、快速和可靠地测量二维坐标,为基准平面障碍物二维坐标测量定位提供了一种可行的方案,具有一定的应用价值和意义。

基于线阵CCD的角度测量方法

在四轮定位等系统中常需要非接触的精确角度测量,以确定两个被测对象的轴心是否在一个平面上,进而测量物体的偏移角度。为此,提出了利用线阵CCD进行精确角度测量的原理和实现方法。选用TCD1304AP和C8051F020为核心构成测量系统,设计了CCD驱动电路、CCD信号二值化处理电路和二值化信号的捕获测量方法,详细阐述了角度测量的原理及实现。利用CCD进行角度测量与传统传感器相比,不仅能够实现非接触检测,而且有智能化、灵敏度高的特点。此方法测量精度高、速度快,在需要进行数字化角度测量的场合有很强的实用性。

基于线阵CCD的光学测角嵌入式系统设计

CCD作为一种光电转换器件,具有成本低、结构简单、扫描速度快、频率响应高等优点,越来越广泛地运用到测量领域。提出采用单色线阵CCD,以非接触的光学方式对角度信息进行编码调试,通过采集该信号利用数据处理模块,完成对图像信号的解调,实现角度值的测量。系统选用TSL1401和LPC2138为核心构成嵌入式测量系统,利用TSL1401采集信号,通过A/D传输到LPC2138中进行数据处理,最终得到角度值。系统通过光学的方式对角度进行测量,实现了非接触式测量。

基于相位拟合的绝对式光电精密测角方法

单码道绝对式轴角编码器具有分辨力高、结构简单、可靠性强等优点。为实现角度高精度快速识别和细分测量,提出一种基于相位拟合的绝对式编码器角度细分方法。该方法利用最长线性反馈移位寄存器序列(m序列)进行单码道绝对式编码,首先对CCD采样电平信号进行计数,判断码值组合后得到粗码译码数据;接着利用牛顿迭代法实现三角函数拟合从而获取相位信息,并提出基于相位信息的角度细分算法获得细分角度;最后结合粗码数据与细分角度得到角度信息。实验结果表明,提出的新型测角方法测角标准偏差达到4.57″,最小分度误差仅为0.23″,该方法大大提高了分辨力和精度,并且从原理上避免了码盘粗大误差对测角的影响。

一种大型设备多自由度自动对接方法

提出一种新颖的大型设备多自由度自动对接方法,该方法采用基于“三叉形”分划板的高精度CCD自准直仪来测量垂直与水平方向的二维小角度,采用单线阵CCD器件来测量轴向滚动、垂直、水平方向三自由度偏差,在嵌入式计算机的控制下通过测量这五个自由度偏差来调整设备姿态,直至对接完成。建立了五个自由度偏差的数据模型,并设计出包括CCD自准直仪、CCD接收处理装置、嵌入式计算机和执行机构的自动对接系统。该方法速度快、测量精度高,能实现大型设备的精确定位和自动对接,其角度测量精度为0.5″。

一种对空间突发性强闪光目标的测角方法

在空间发生的突发性强闪光事件,如低空随机发生的强烈爆炸等,具有很强的时间和位置的随机性,且持续时间短。提出了一种对空间突发性强闪光目标的光电测角方法。该方法可完成对强闪光目标中心位置的方位角和俯仰角的测量。介绍了该测角装置的基本构成和测角原理,对装置的关键部件也作了简单阐述。用该测角装置与经纬仪对太阳进行了测角对比试验,给出了其测量数据,分析了其测量精度。由于该装置采用变增益放大器和柱面形光电接收器,它具有对目标探测的动态范围大和实现对目标全方位测量等特点。

高速动态测角仪

利用高速线阵CCD和TMS320C6211定点DSPs处理芯片,实现了对入射光线角度7300次/秒的实时测量,对于运动机构的高精度控制有重要的实用价值。

一种针对空间突发闪光目标的测角系统

针对空间闪光目标发生时间和位置的随机性,持续时间短等特点,研制了一种基于线阵CCD作为探测器的实时测角系统,阐述了系统的组成、测量原理,并设计一种新型软件滤除背景光的算法,结合数字化求重心法得出闪光目标的角度位置。实验结果验证了本测角系统方案的正确性。

针对空间突发闪光目标的二维测角方法

本文基于对光目标单狭缝测角原理的分析,提出了一种针对空间突发闪光目标二维角度的测量方法。介绍了此方法的测角原理,测角装置的系统设计、数据分析处理和算法实现。通过与经纬仪对太阳光测量的对比实验,得出测量精度,验证了方案的可行性。

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"。

利用线列CCD像机交汇测量弹丸攻角

提出了一种新的测量弹丸攻角的方法。利用线列CCD像机交汇形成一光靶 ,测量弹丸通过光靶的瞬时位置 ,将获得的位置信息按时间序列进行排列后即可获得弹丸的攻角。首先分析了利用线列CCD像机交汇测量弹丸攻角的测量原理及可行性 ,在此基础上提出了实现这一目标的测量系统的组成与功能 ,然后对测量系统的攻角测量精度进行了分析和讨论。结果表明 ,在目前CCD狭缝像机还不具备实际应用条件的前提下 。

采用CCD技术的微型光机电系统光开关测试方法

在研制基于微型光机电系统技术的光电器件过程中,需要精确测定器件在给定驱动条件下的运动情况。在对制作完成的光开关进行性能测试时,由于微型光机电系统光开关的几何尺寸的限制,如果要准确测定光开关微反射镜的运动位移,将会有一定的困难。提出了一种采用线阵CCD技术的光学测量方法,实现了对光开关悬臂梁在驱动电压作用下的旋转角度的精确测量。通过理论推导得到了悬臂梁扭转角度与可测量物理量的关系,通过求解方程得到了各个物理量的数值选择对于测量结果的影响,并且给定了测量时各个物理量的参考值。通过实验测量,误差小于10%,表明这是一种具有实际意义的测量方案。

基于线阵CCD的扫描镜角位置测量技术

扫描转镜是现代光电系统中广泛应用的装置。扫描转镜的位置需要精确控制,线阵CCD探测器具有像素高,响应频率高等特点。介绍了以TCD1501C作为光学传感器,利用可编程逻辑器件作为处理单元的角位置测量设计,包括驱动时序、视频输出差分电路、CCD信号检测处理等设计。实现了精度可达到0.02mrad的小角度测量。

多目标探测的摆镜动态角位置测量方法

为进一步提高CCD图像测角的摆角测量精度,提出一种基于多目标探测的摆镜动态角度测量方法。该方法采用多条等宽的平行狭缝作为CCD探测目标,首先利用灰度质心算法得到各狭缝的质心位置,进而将各狭缝的质心位置进行平均运算,得到摆镜的动态角位置。模型表明当使用m条等宽狭缝目标进行测量时,其动态测量误差方差为单目标方法的1/m。实验结果证明,该方法可以有效地提高摆镜动态角位置测量精度。

基于CPLD的三维自准直小角度传感器设计

设计实现了一种基于CPLD和线阵CCD的三维自准直小角度传感器,采用七支620nm波长的LED组成的面光源,光通过乳白毛玻璃为分划板提供照明;并运用改进的测量算法,准确地算出偏转的角度。可极大地减少传感器光学部分的调试工作量,提高精度,降低成本。实验证明,在绕X、Y、Z轴转动±1°的范围内,静态误差优于40″;在不超过20°/s的转速下,动态误差不大于3′。