CN117007080A - 一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统,利用全捷联成像导引头姿态和平行光管光线成像完成标定:利用全捷联成像导引头成像坐标系的正交性,将全捷联成像导引头的成像坐标垂直轴与平行光管水平轴重合,并以此为基准,通过三轴转台带动全捷联成像导引头旋转,记录导引头与基准之间相对惯性,可以直接标定全捷联成像导引头下置角装配误差,对提高全捷联成像导引头的制导命中精度具有重要意义。同时,本发明操作简单,对测试场地无特殊要求,系统组成易搭建,能够简单、快速标定全捷联成像导引头下置角装配误差,且一定程度上降低了全捷联成像导引头光机装校难度,对全捷联成像导引头的低成本以及大规模生产使用具有促进意义。
Description
技术领域
本申请涉及捷联导引头技术领域,更具体地,涉及一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统。
背景技术
目前针对寻地全捷联成像导引头,由于其总视场为定值,为了有效的搜索地面目标,一般将光学镜头相对于弹轴向下倾斜安装,即光轴与弹轴存在一定的下置角。由于加工误差和装校误差,导致实际下置角存在一定的误差,从而影响命中精度。针对寻地捷联导引头上述存在的问题,设计一种基于寻地捷联导引头下置角误差标定方法及系统,对解决因捷联式导引头下置角误差造成命中精度下降的问题,具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求,本发明提供了一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法,其特征在于,包括:
控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系,所述位置关系为所述三轴转台的中轴与所述平行光管的光轴平行;
控制三轴转台按照第一设定方式运动,使设置于所述三轴转台上的全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行;获取所述三轴转台的第一位置标定信息;
控制三轴转台按照第二设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的垂直轴与所述平行光管的水平轴重合,获取所述三轴转台的第二位置标定信息;
依据所述第一位置标定信息和第二位置标定信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
进一步的,在所述控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系之前,包括步骤:
将平行光管安装在调平台上,并通过光学经纬仪测量所述平行光管的状态,调节调平台使所述平行光管处于水平的状态。
进一步的,所述第一设定方式运动包括:控制所述三轴转台沿第一方向轴旋转90°,所述第一方向轴为三轴转台的横滚轴。
进一步的,所述依据所述第一位置标定信息和第二位置标定信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息,包括步骤:
获取所述全捷联成像导引头的理论下置角数据;
将所述第二位置标定信息减去所述第一位置标定信息和所述理论下置角数据,获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
进一步的,所述位置标定信息为所述三轴转台的俯仰轴上的俯仰框的角度位置数据。
按照本发明的第二个方面,还提供了一种全捷联成像导引头下置角误差标定系统,其特征在于,包括:
三轴转台、平行光束发射装置和处理器;
所述三轴转台,其台体上安装全捷联成像导引头,接收控制带动所述全捷联成像导引头进行位置调整;
所述平行光束发射装置,用于生成绝对水平的平行光束,所述平行光束被导引至所述全捷联成像导引头;
所述处理器,获取所述全捷联成像导引头依据所述平行光束生成的成像视频;并解析所述成像视频信息,获取第一转台信息,第二转台信息;以上述标定位置信息获取误差标定结果;
所述第一转台信息为所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行时,所述三轴转台的俯仰轴上的俯仰框的角度位置数据;
所述第二转台信息为使所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴重合时,所述三轴转台的俯仰轴上的俯仰框的角度位置数据。
进一步的,所述平行光束发射装置包括平行光管、光学经纬仪和调平台;
所述平行光管用于发射平行光束;
所述光学经纬仪用于测量所述平行光管的姿态;
所述平行光管和光学经纬仪安装在所述调平台上;
所述调平台用于控制所述平行光管移动。
进一步的,还包括:与所述全捷联成像导引头连接的高清监视器,
用于获取所述导引头成像视频,对所述全捷联成像导引头与所述平行光管的相对位置关系进行展示。
进一步的,所述高清监视器与所述全捷联成像导引头通过串口连接。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
本发明提供的一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统,能够对全捷联成像导引头下置角的装配误差进行标定,对提高全捷联成像导引头的制导命中精度具有重要意义。同时,本发明操作简单,对测试场地无特殊要求,系统组成易搭建,能够简单、快速标定全捷联成像导引头下置角装配误差,且一定程度上降低了全捷联成像导引头光机装校难度,对全捷联成像导引头的低成本以及大规模生产使用具有促进意义。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为本申请实施例提供的全捷联成像导引头下置角误差标定方法流程示意图之一;
图2为本申请实施例提供的全捷联成像导引头下置角误差标定方法的流程示意图之二;
图3为本申请实施例提供的寻地全捷联式导引头下置角误差标定系统之一;
图4为本申请实施例提供的全捷联成像导引头下置角误差标定系统示意图之一;
图5为本申请实施例提供的全捷联成像导引头成像示意图之一;
图6为本申请实施例提供的全捷联成像导引头成像示意图之二;
图7为本申请实施例提供的全捷联成像导引头成像示意图之三。
图8为本申请实施例提供的全捷联成像导引头成像示意图之四。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明提供了一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统,利用全捷联成像导引头姿态和平行光管光线成像完成标定:利用全捷联成像导引头成像坐标系的正交性,将全捷联成像导引头的成像坐标垂直轴与平行光管水平轴重合,并以此为基准,通过三轴转台带动全捷联成像导引头旋转,记录导引头与基准之间相对惯性,可以直接标定全捷联成像导引头下置角装配误差,对提高全捷联成像导引头的制导命中精度具有重要意义。本发明操作简单,对测试场地无特殊要求,系统组成易搭建,能够简单、快速标定全捷联成像导引头下置角装配误差,且一定程度上降低了全捷联成像导引头光机装校难度,对全捷联成像导引头的低成本以及大规模生产使用具有促进意义。
在一个实施例中,图1为本实施例提供的一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法流程示意图之一,如图1所示,包括但不限于以下步骤:
S1:控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系,所述位置关系为所述三轴转台的中轴与所述平行光管的光轴平行。
其中,本实施例中的三轴转台外轴为方位轴,中轴为横滚轴,也即滚动轴,内框为俯仰轴,构成空间三个自由度,三轴转台的主要性能指标有:
转角范围:内框±120°,中框±180°,外框±180°;
最小角速度:0.001°/s;
最大角速度:内框1000°/s,中框300°/s,外框300°/s;
角位置测量精度:±5″;
角位置测量重复性:±2.5″;
角位置定位分辨率:0.36″;
角位置控制精度:±5″。
具体的,全捷联成像导引头固定在三轴转台上,借助于三轴转台的运动带动全捷联成像导引头进行位置控制,机械装置本身及其自动控制系统协同工作,以达到对导引头的位置精确调整目的。通过控制三轴转台使全捷联成像导引头水平轴xc与平行光管垂直轴yd重合,导引头垂直轴yc与平行光管水平轴xd重合;通过全捷联成像导引头与平行光管的坐标轴重合使三轴转台的中轴,即滚动框轴线与平行光管的光轴平行。
S2:控制三轴转台按照第一设定方式运动,使设置于所述三轴转台上的全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行;获取所述三轴转台的第一位置标定信息。
在一个实施例中,第一设定方式运动包括:控制所述三轴转台沿其滚动轴方向旋转90°,具体的,控制三轴转台沿其滚动轴方向旋转90°,使所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行,获取此时三轴转台的第一转台信息。
进一步的,该第一转台信息,可以为此时三轴转台俯仰框角度位置信息θ1 ;
其中,转台沿滚动框旋转90°等效于导引头沿导引头轴线旋转90°,使得在导引头轴线与平行光管平行的前提下,导引头水平轴与平行光管水平轴平行,可便于直接进行角度补偿。
S3:控制三轴转台按照第二设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的垂直轴与所述平行光管的水平轴重合,获取所述三轴转台的第二位置标定信息。
具体的,通过控制三轴转台的俯仰框运动,最终使全捷联成像导引头的垂直轴与所述平行光管的水平轴重合,同时读取此时三轴转台俯仰框角度位置信息θ2。
S4:依据所述第一位置标定信息和第二位置标定信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
具体的,依据获取到的三轴转台俯仰框角度位置信息θ1和三轴转台俯仰框角度位置信息θ2进行求差计算,即可获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
图2为本实施例提供的一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法的流程示意图之二,为了对上述技术方案进行进一步的说明,下面结合图2以及具体的实施例,对本发明的可行的方案进行介绍。
在一个实施例中,本发明提供的全捷联成像导引头下置角误差标定方法,在控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系之前,还包括:将平行光管安装在调平台上,并通过光学经纬仪测量所述平行光管的状态,调节调平台使所述平行光管处于水平的状态。
通过反复调节调平台,并通过光学经纬仪测量平行光管的状态,使得安装在调平台上的平行光管处于绝对水平的状态。可以理解的是,经过调平台调节之后的平行光管处于绝对水平的状态,可以发射绝对水平的红外或白光的平行光线,使全捷联成像导引头成像。
在一个实施例中,本发明提供的全捷联成像导引头下置角误差标定方法,依据第一位置标定信息和第二位置标定信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息,包括步骤:获取全捷联成像导引头的理论下置角数据;
将第二位置标定信息减去第一位置标定信息和理论下置角数据,获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
具体的,通过读取三轴转台俯仰框角度位置信息θ1 和三轴转台俯仰框角度位置信息θ2,以及全捷联成像导引头理论下置角θ,可以求出全捷联成像导引头用下置角装配误差为θ2-θ1-θ。
三轴转台的角位置测量精度、角位置定位分辨率、角位置控制精度较高,基本可忽略三轴转台控制带来的误差,而人工辨认平行光管轴线成像位置只有单个像素的误差,因此,可以理解的是,本发明方法标定误差不大于单个像素的空间分辨率。
在一个实施例中,图3为本实施例提供的一种寻地全捷联式导引头下置角误差标定系统之一,如图3所示,一种寻地全捷联式导引头下置角误差标定系统包括三轴转台、平行光束发射装置和处理器;
三轴转台外轴为方位轴,中轴为横滚轴,也即滚动轴,内框为俯仰轴,构成空间三个自由度,三轴转台的主要性能指标有:
转角范围:内框±120°,中框±180°,外框±180°;
最小角速度:0.001°/s;
最大角速度:内框1000°/s,中框300°/s,外框300°/s;
角位置测量精度:±5″;
角位置测量重复性:±2.5″;
角位置定位分辨率:0.36″;
角位置控制精度:±5″;
三轴转台台体上通过工装将全捷联成像导引头固定安装,确保导引头的位置和姿态与台体一致。
具体的,三轴转台台体通过连接电缆与处理器相连,可以接收来自处理器的指令信号,依照指令信号进行动作,因此通过控制信号可以实现导引头的位置调整。借助于三轴转台的运动带动全捷联成像导引头进行位置控制,机械装置本身及其自动控制系统协同工作,以达到对导引头的位置精确调整目的。
平行光束发射装置生成绝对水平的平行光束,平行光束被导引至全捷联成像导引头。需要说明的是,平行光束发射装置与全捷联成像导引头在同一高度,从而保证平行光束发射装置在全捷联成像导引头的视场之内,且处于其光轴中心附近。
可选的,平行光束发射装置为具有发射绝对水平的平行光束的设备,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,本发明在此不做限定。
处理器控制三轴转台运动及数据记录,处理器通过运行三轴转台控制程序,获取三轴转台姿态信息,同时通过控制指令控制三轴转台台体转动。具体的,获取全捷联成像导引头在依据控制指令跟随三轴转台台体转动时,在平行光束中生成的成像视频;并解析成像视频信息,获取第一转台信息,第二转台信息;以上述标定位置信息获取误差标定结果。
其中,第一转台信息为全捷联成像导引头的水平轴与平行光管的水平轴平行时,三轴转台中俯仰轴的角度位置信息;第二转台信息为使全捷联成像导引头的水平轴与平行光管的水平轴重合时,三轴转台中俯仰轴的角度位置信息。
在一个实施例中,平行光束发射装置包括平行光管、光学经纬仪和调平台;
平行光管发射红外或白光的平行光线,使全捷联成像导引头成像。光学经纬仪测量平行光管的姿态。调平台承载平行光管,并通过自身的调节实现平行光管的绝对水平。
在一个实施例中,图4为本实施例提供的一种全捷联成像导引头下置角误差标定系统示意图之一,如图4所示,还包括:与所述全捷联成像导引头连接的高清监视器;用于获取所述导引头成像视频,对所述全捷联成像导引头与平行光管的相对位置关系进行展示。
具体的,处理器通过对应的控制程序使全捷联成像导引头和三轴转台工作,同时全捷联成像导引头将观测视频通过连接电缆传输给高清监视器,根据全导引头与平行光管初始的相对位置关系,高清监视器显示的画面如图5所示,其中轴xd、轴yd分别为平行光管的水平轴和垂直轴,轴xc、轴yc分别为全捷联成像导引头的成像水平轴和垂直轴。
通过处理器控制三轴转台转动,最终使轴xc与轴yd重合,轴yc与轴xd重合,如图6所示。
利用处理器控制三轴转台滚动框旋转90°,由于下置角的存在,此时高清监视器显示的画面如图7所示,同时通过计算机读取此时三轴转台俯仰框角度位置信息θ1 ;
通过计算机控制三轴转台的俯仰框运动,最终使轴xc 与轴xd 重合,此时高清监视器显示的画面如图8所示,同时通过计算机读取此时三轴转台俯仰框角度位置信息θ2,则可以求出全捷联成像导引头用下置角装配误差为θ2-θ1-θ,其中θ为全捷联成像导引头理论下置角。
可选地,全捷联成像导引头采用连接线缆通过串口连接,将成像视频传输到高清显示器上,高清显示器实时显示画面。
本发明提供的一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统,能够对全捷联成像导引头下置角的装配误差进行标定,对提高全捷联成像导引头的制导命中精度具有重要意义。同时,本发明操作简单,对测试场地无特殊要求,系统组成易搭建,能够简单、快速标定全捷联成像导引头下置角装配误差,且一定程度上降低了全捷联成像导引头光机装校难度,对全捷联成像导引头的低成本以及大规模生产使用具有促进意义。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各实施例所提供的全捷联成像导引头下置角误差标定方法,该方法包括:控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系,所述位置关系为所述三轴转台的中轴与所述平行光管的轴线平行;控制三轴转台按照第一设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行;获取所述三轴转台的第一转台信息;控制三轴转台按照第二设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的垂直轴与所述平行光管的水平轴重合,获取所述三轴转台的第二转台信息;依据所述第一转台信息和第二转台信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的全捷联成像导引头下置角误差标定方法,该方法包括:控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系,所述位置关系为所述三轴转台的中轴与所述平行光管的轴线平行;控制三轴转台按照第一设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行;获取所述三轴转台的第一转台信息;控制三轴转台按照第二设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的垂直轴与所述平行光管的水平轴重合,获取所述三轴转台的第二转台信息;依据所述第一转台信息和第二转台信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
以上所述者,仅为本公开的示例性实施例,不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰,皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后,将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的范围和精神由权利要求限定。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法,其特征在于,包括:
控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系,所述位置关系为所述三轴转台的中轴与所述平行光管的光轴平行;
控制三轴转台按照第一设定方式运动,使设置于所述三轴转台上的全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行;获取所述三轴转台的第一位置标定信息;
控制三轴转台按照第二设定方式运动,使所述全捷联成像导引头的垂直轴与所述平行光管的水平轴重合,获取所述三轴转台的第二位置标定信息;
依据所述第一位置标定信息和第二位置标定信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
2.如权利要求1所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法,其特征在于,在所述控制三轴转台运动,标定所述三轴转台与平行光管的位置关系之前,包括步骤:
将平行光管安装在调平台上,并通过光学经纬仪测量所述平行光管的状态,调节调平台使所述平行光管处于水平的状态。
3.如权利要求1所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法,其特征在于,所述第一设定方式运动包括:控制所述三轴转台沿第一方向轴旋转90°,所述第一方向轴为三轴转台的横滚轴。
4.如权利要求1所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法,其特征在于,所述依据所述第一位置标定信息和第二位置标定信息计算获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息,包括步骤:
获取所述全捷联成像导引头的理论下置角数据;
将所述第二位置标定信息减去所述第一位置标定信息和所述理论下置角数据,获得全捷联成像导引头下置角装配误差标定信息。
5.如权利要求1所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定方法,其特征在于,
所述位置标定信息为所述三轴转台的俯仰轴上的俯仰框的角度位置数据。
6.一种全捷联成像导引头下置角误差标定系统,其特征在于,包括:
三轴转台、平行光束发射装置和处理器;
所述三轴转台,其台体上安装全捷联成像导引头,接收控制带动所述全捷联成像导引头进行位置调整;
所述平行光束发射装置,用于生成绝对水平的平行光束,所述平行光束被导引至所述全捷联成像导引头;
所述处理器,获取所述全捷联成像导引头依据所述平行光束生成的成像视频;并解析所述成像视频信息,获取第一转台信息,第二转台信息;以上述标定位置信息获取误差标定结果;
所述第一转台信息为所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴平行时,所述三轴转台的俯仰轴上的俯仰框的角度位置数据;
所述第二转台信息为使所述全捷联成像导引头的水平轴与所述平行光管的水平轴重合时,所述三轴转台的俯仰轴上的俯仰框的角度位置数据。
7.如权利要求6所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定系统,其特征在于,所述平行光束发射装置包括平行光管、光学经纬仪和调平台;
所述平行光管用于发射平行光束;
所述光学经纬仪用于测量所述平行光管的姿态;
所述平行光管和光学经纬仪安装在所述调平台上;
所述调平台用于控制所述平行光管移动。
8.如权利要求6所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定系统,其特征在于,还包括:与所述全捷联成像导引头连接的高清监视器,
用于获取所述导引头成像视频,对所述全捷联成像导引头与所述平行光管的相对位置关系进行展示。
9.如权利要求8所述的一种全捷联成像导引头下置角误差标定系统,其特征在于,所述高清监视器与所述全捷联成像导引头通过串口连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202310783010.6A CN117007080A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统 |
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CN202310783010.6A CN117007080A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种全捷联式导引头下置角误差标定方法及系统 |
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