光幕阵列光幕平面方程精确标定技术

作     者：马静宜 

作者单位：西安工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：倪晋平

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：光幕阵列 平面方程 标定方法 测量不确定度 

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。