CN103884322B - 一种姿态检测方法和辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种姿态检测方法和辅助装置。涉及不规则表面物体姿态测量技术，有效提高了复杂表面目标的姿态控制精度。该装置包括一个基座和至少3个柱形定位杆，所述定位杆垂直固定在所述基座上且长度可调节，所述基座外表面有至少一个平面，该平面中的至少一个和定位杆垂直但不与定位杆相连。主要用于不规则表面物体姿态测量。

Description

一种姿态检测方法和辅助装置
技术领域
本发明涉及不规则表面物体姿态测量技术，尤其涉及一种姿态检测方法和辅助装置。
背景技术
随着飞航武器装备的快速发展，对武器装备隐身性能的要求越来越高，在研究过程中需要开展大量的隐身性能静态测试试验，在隐身性能静态测试过程中，需要将被测目标放置在一个上表面为平面的支架上，同时需要准确定位被测目标的方位、俯仰和横滚姿态。现有技术中，选取导弹或部件的已有平面作为基准进行姿态定位，但很多外表面为复杂曲面的目标上没有平面作为姿态定位基准，一般选择近似平面作为姿态定位基准，难以实现准确定位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种姿态检测方法和辅助装置，有效提高了复杂表面目标的姿态控制精度。
本发明的技术解决方案：
一方面，一种姿态检测方法，用于外表面非平面的物体姿态检测，包括：
利用计算机在相同坐标系下建立被测目标三维模型和辅助装置三维模型，所述辅助装置包括一个基座和至少3个柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且长度可调节，所述基座外表面有至少一个平面，该平面中的至少一个不与定位杆相连；
记录定位杆在被测目标三维模型上的投影点；
在被测目标实体表面标注投影点的位置；
根据被测目标投影点的坐标换算辅助装置定位杆的长度；
将辅助装置实体放置在被测目标实体表面上，使辅助装置的定位杆端点与被测目标实体的投影点一一对应；
基座上表面、侧表面为测量基准平面，利用辅助装置实体的基准平面进行被测目标实体姿态的测量，通过测量基座上基准平面的姿态进行被测目标实体的姿态调整。
另一方面，一种辅助装置，用于外表面非平面的物体姿态检测，包括一个基座和至少3个柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且长度可调节，所述基座外表面有至少一个平面，该平面中的至少一个不与定位杆相连。
本发明实施例提供的姿态检测方法和辅助装置，在计算机中统一坐标系下建立被测目标和辅助装置三维模型，利用辅助装置定位杆在被测目标上的投影点确定测量基准点，通过测试辅助装置基座平面的姿态获得被测目标的姿态，从而对被测目标的水平姿态、俯仰姿态和横滚姿态进行准确测量，有效提高了复杂表面目标的姿态控制精度，从而有效提高测试精度和测试效率。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种姿态检测方法的流程图；
图2为本发明实施例辅助装置的结构示意图；
图3为铅笔头状定位杆结构示意图；
图4为本发明实施例中目标表面标注基准测量点位置示意图；
图5为本发明实施例中定位杆的端点与翼面上基准测量点紧密接触示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例提供了一种姿态检测方法，用于外表面非平面的物体姿态检测，如图1所示，包括：
101、在计算机中建立被测目标三维模型和辅助装置的三维模型，两个模型的坐标系一致，将辅助装置的定位杆在被测目标的垂直投影点作为基准测量点，记录测量点的三维坐标。
辅助装置的主要特征如图2所示以下4点：
(1)该辅助装置包括一个基座和柱形定位杆，基座与定位杆固定连接，其中定位杆不少于3个，为了准确确定基准测量点，如图3所示，定位杆端点收缩为铅笔头状；
(2)基座为立方体形状，上表面、侧表面为测量基准平面，为操作便利，边缘可导圆处理；
(3)定位杆与基座下表面垂直；
(4)每个定位杆的长度可以手动调节，定位杆上附带刻度尺，可显示当前调节状态的定位杆长度。
102、被测目标加工后，如图4所示，在目标表面标注基准测量点的位置；
103、根据被测目标测量点的坐标换算辅助装置定位杆的长度；
104、将辅助装置放置在被测目标表面上，使辅助装置的定位端点与被测目标的基准测量点一一对应；
105、利用辅助装置的基座平面作为基准平面进行被测目标姿态的测量，通过测量基准座上基准平面的姿态进行被测目标的姿态调整；
进行重复/再现性检测，以获取准确的结果，并对进行测量误差分析。
以翼面姿态检测为例，简述上述方法的实施过程，首先在计算机中，利用CAD软件建立翼面的三维模型，同时建立辅助装置的三维模型，两个模型的坐标系一致，在CAD软件中将辅助装置移到翼面模型的上方并预留一定距离，将辅助装置的定位杆在翼面上表面进行投影，或将定位杆向翼面所在的方向延伸，定位杆在翼面上的投影点或定位杆与翼面的相交点作为基准测量点，记录测量点的三维坐标。
然后根据基准测量点坐标，如图4所示，在翼面模型上标注基准测量点的位置，并根据翼面上基准测量点的Z向坐标值换算辅助装置定位杆的长度，并根据换算值对定位杆的长度进行调节。
然后将辅助装置的四个定位杆一一对应放置在翼面上的四个基准测量点上，如图5所示，使辅助装置的定位杆的端点与翼面上基准测量点紧密接触，按照翼面测量要求调整翼面姿态，一般在翼面下方放置不影响测量结果的支撑物，翼面姿态调整过程中使辅助装置与翼面一起调整，利用水平测量仪等设备，通过测量辅助装置上的基座平面的姿态获得翼面的方位、俯仰、横滚姿态角。
根据测量需要将翼面和辅助装置同时调整，并通过测量辅助装置上的基座平面的姿态获得翼面的方位、俯仰、横滚姿态角，重复上述步骤，直至翼面姿态满足测量要求为止。最后进行重复/再现性检测和测量误差分析。
本实施例提供的姿态检测方法，在计算机中统一坐标系下建立被测目标和辅助装置三维模型，利用辅助装置定位杆在被测目标上的投影点确定测量基准点，通过测试辅助装置基座平面的姿态获得被测目标的姿态，从而对被测目标的水平姿态、俯仰姿态和横滚姿态进行准确测量，有效提高了复杂表面目标的姿态控制精度，从而有效提高测试精度和测试效率。
本发明实施例提供一种辅助装置，用于外表面非平面的物体姿态检测，包括一个基座和至少3个柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且长度可调节，所述基座外表面有至少一个平面，该平面中的至少一个和定位杆垂直但不与定位杆相连。
下面详述该辅助装置在凹凸表面上实现球体的姿态标定及复现过程，
(1)放置球体初始状态
将球体放置于一基准平面上至所需要位置，通过在目标与基准平面之间塞进垫片的方式，使球体姿态稳定而不摇晃；
(2)放置辅助装置
将辅助装置放置在球体上表面，使辅助装置的三条定位杆下端与球体表面紧密接触，使基座重心落在三条定位杆构成的支承面内以保证姿态稳定；
(4)辅助装置定位
通过螺纹及辅助螺栓调节辅助装置上三条定位杆的长度及角度，调节的同时观察测量平面上的水平测量尺，当辅助测量装置上特定的测量平面处于水平位置时，固定三条定位杆的角度位置及长度，完成辅助装置定位；
定位杆调节到位后，在球体外表面标记出三条定位杆接触位置。
(5)姿态复现
将球体重新放置于所需要的凹凸曲面，将已经完成定位的辅助装置放置在球体上，使三条定位杆与第(4)步中标记的测量点相接触。
通过旋转球体在平面或凹凸曲面与目标之间塞进合适垫片来调节复杂外形目标姿态，当辅助装置上相应的测量平面处于水平位置时，复杂外形目标的姿态即已经复现。
该过程可以在任意凹凸面上实现复杂外形曲面目标的姿态复现，该方法简单易行，成本低，特别适用于雷达散射截面测试等需要对目标进行高精度、多次重复定位的场合。
本实施例提供的辅助装置，在计算机中统一坐标系下建立被测目标和辅助装置三维模型，利用辅助装置定位杆在被测目标上的投影点确定测量基准点，通过测试辅助装置基座平面的姿态获得被测目标的姿态，从而对被测目标的水平姿态、俯仰姿态和横滚姿态进行准确测量，有效提高了复杂表面目标的姿态控制精度，从而有效提高测试精度和测试效率。
如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (8)

1.一种姿态检测方法，其特征在于，用于外表面非平面的物体姿态检测，包括：
利用计算机在相同坐标系下建立被测目标三维模型和辅助装置三维模型，所述辅助装置包括一个基座和至少3个柱形定位杆，所述定位杆垂直固定在所述基座上且长度可调节，所述基座外表面有至少一个平面，所述平面中的至少一个和定位杆垂直但不与定位杆相连；
记录定位杆在被测目标三维模型上的投影点；
在被测目标实体表面标注投影点的位置；
根据被测目标投影点的坐标换算辅助装置定位杆的长度；
将辅助装置实体放置在被测目标实体表面上，使辅助装置的定位杆端点与被测目标实体的投影点一一对应；
基座上表面、侧表面为测量基准平面，利用辅助装置实体的基准平面进行被测目标实体姿态的测量，通过测量基座上基准平面的姿态进行被测目标实体的姿态调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定位杆端点收缩为铅笔头状。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基座边缘经过导圆处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述定位杆上附带刻度尺。
5.一种辅助装置，其特征在于，用于外表面非平面的物体姿态检测，包括一个基座和至少3个柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且长度可调节，所述基座外表面有至少一个平面，所述平面中的至少一个和定位杆垂直但不与定位杆相连。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，定位杆端点收缩为铝笔头状。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，基座边缘经过导圆处理。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定位杆上附带刻度尺。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104296734B (zh) * 2014-10-24 2016-08-17 上海通用金属结构工程有限公司 一种曲线异型杆件位置测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19958543C1 (de) * 1999-12-04 2001-05-23 Nestle & Fischer Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Nivellieren von Gelände
CN101187720A (zh) * 2006-11-16 2008-05-28 亚洲光学股份有限公司 倾角调整装置
CN101907893A (zh) * 2010-07-02 2010-12-08 北京航空航天大学 基于六自由度并联机构飞机部件调姿装配系统及调试方法
CN201945319U (zh) * 2010-11-30 2011-08-24 重庆仙通智能仪表有限公司 一种高低温陀螺比例系数测试台

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19958543C1 (de) * 1999-12-04 2001-05-23 Nestle & Fischer Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Nivellieren von Gelände
CN101187720A (zh) * 2006-11-16 2008-05-28 亚洲光学股份有限公司 倾角调整装置
CN101907893A (zh) * 2010-07-02 2010-12-08 北京航空航天大学 基于六自由度并联机构飞机部件调姿装配系统及调试方法
CN201945319U (zh) * 2010-11-30 2011-08-24 重庆仙通智能仪表有限公司 一种高低温陀螺比例系数测试台

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