目标姿态测量方法研究

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光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法

光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法

光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法摘要:光电经纬仪的姿态测量精度是指光电经纬仪在规定的加速度运动状态下,对运动目标的实时测量值与目标空间方向真值的差值,是衡量光电经纬仪测量精度的重要技术指标之一。

本文通过理论分析,为光电经纬仪的姿态测量精度提供了一种室内测量方法。

关键词:光电经纬仪姿态测量精度;室内检测方法光电经纬仪是经纬仪与光电探测装置相结合的产物。

它是一种对运动目标参数(位置、速度等)进行自动跟踪和实时测量,同时记录运动目标姿态的光电测量装置。

目前光电经纬仪确定目标最常用的方法是姿态测量法,因此研究光电经纬仪对目标姿态的测量精度具有十分重要的意义。

一、光电经纬仪姿态测量工作原理光电经纬仪机架为3轴(垂直轴、水平轴、视准轴)地平装置。

框架3的轴相互垂直,水平轴和准直轴可以围绕垂直轴在水平面内旋转。

光电检测装置安装在水平轴上,其主光轴为准直轴,与水平轴垂直,可绕水平轴在垂直面内旋转。

垂直轴和水平轴分别装有轴角编码器。

当视觉轴绕垂直轴旋转时,垂直轴编码器读出的角度称为方位角,当视觉轴绕水平轴旋转时,水平轴编码器读出的角度称为俯仰角。

这样,只要准直轴对准目标,就可以得到光轴指向目标的方位角和俯仰角。

为了保证精密检测的可靠性,在检测系统中采用了传统的T型架,采用水平光管和大角度平行光管。

检测系统主要包括T型架、水平平行光管、大角度平行光管、隔离型地环、高精度T4经纬仪、高精度水准仪和经纬仪。

将被测经纬仪放在测量基座上,调整到水平管和大角度管同时测量的位置,然后将经纬仪调平(要求调平精度小于1角秒),调平后用被测经纬仪测量水平光管和大角度光管经纬仪,并通过测量后的数据处理,在摇摆状态下进行小角度干扰测量,使大角度平行光管的星点目标在测量架上记录相对运动轨迹。

通过图像存储,记录星点目标的运动轨迹,通过后处理得到一组大角度光管的动态测量值。

根据光电经纬仪等摄像测量设备拍摄的目标数字图像,利用图像处理技术,确定目标图像的二维中心轴,即被测目标中心轴在目标表面上的投影。

基于双目立体视觉技术的轮式机器人位姿测量方法研究

基于双目立体视觉技术的轮式机器人位姿测量方法研究

量系统受天线距离和测试环境制约较大 , 缺乏灵活性 采用多传感 ;

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器方法直接或间接测量位姿, 系统精度受传感器数量和精度影响较
大 , 系统误差 随着时 问有 累积效应 [ 提 出基于机器视觉软件 且 6 1 。 H l n. a o9 c 0的双 目立体视觉算法测量轮式机器人位姿的方法,通过 图像采集 、 摄像机标定 、 图像校正、 特征点匹配确定机器人坐标系在 世界坐标系中的位姿 , 实现机器人在世界坐标系中位姿的非接触测 量, 并通过试验验证了该方法的可行l 生和可靠性。
》视觉软件 H l n.测量轮式机器人位姿的方法, a o9 c 0 利用机 器视觉软件 实现机器人图像 实时采集、 摄像机 ;标定、 特征点提取、 坐标 系变抉、 位姿转换 实现机 器人位姿的非接触式检测。 试验结果表明采用机器视
l觉方法和采用陀螺仪检测得到的数据变化趋势吻合 , 了该方法可行性和可靠性。 次测量机器人 验证 每 》位姿的时间仅需要 6 8 8 s对 实时测量运动 目 7 . 9m , 0 标位姿的非接触检测有参考价值。 } 关键词 : 目立体视觉; 双 非接触式测量 ; 机器人; 位姿 l 【 btat A qitno he dr o ’ s i o ao s n a t i a c r pan g o A s c】 u io w el bt p e n r t nies tlo t tj t y l i ,r r c si f e o s o f m i s e i s r e o n n f ;w i i cl -t ev i o -ot t esrm n apo hi dvl e s gH l n . t i h h0b u rs r io nn cn c m au et p ra ee p d ui a o9 , k g c o n a e osn a e c s o n c 0an

导弹发射姿态测量方法研究

导弹发射姿态测量方法研究
2015 年 12 月
第 8 卷 第 6 期
中国光学 Chinese Optics
Vol. 8 No. 6
Dec. 2015
文章编号 2095-1531(2015)06-0997-07
导弹发射姿态测量方法研究
attitude measurement methods were presented by using high speed videos to calculate pitch and yaw angle for
missile middle axes. The missile flight attitude measurement accuracy and applicability of these methods were collimation method is more accuracy. Data processing method and mechanism configuration are relatively simand suitable for application. Analyzing result and method not only provide a new way to choose attitude measplane collimation attitude measurement
9 98
中国光学
第 8 卷
1 引 言
高速摄像能够提供高动态目标运动与姿态变 到目标的动态运动参数, 广泛地应用于高精度运 动目标测量领域。 在导弹试验中, 采用多站交会 发射的序列图像,通过分析这些图像,获得导弹发
[1-4]
化的大量细节信息, 分析其所记录的图像可以得 测量方式,利用高速摄像机近距离高速拍摄导弹 。 近距离凝视光学姿态测量主要有 2 种

弹丸炮口初速及姿态测量方法研究

弹丸炮口初速及姿态测量方法研究

729弹丸炮口初速及姿态测量方法研究王恒*,李杰, 孟召丽,刘保林(电子测试技术国家重点实验室,山西太原,030051)(中北大学 电子科学与技术系,山西太原,030051)摘要摘要::针对实时位置跟踪、远程目标监控等应用需求, 通过对现有炮口测量系统与引信装定系统互联影响进行分析,提出了一种适用于弹丸炮口初速及姿态的测量方法, 给出了系统的总体构成框架及工作流程, 做了相关实验,对其存在问题进行了探讨,并给出了解决问题的途径。

关键词关键词::姿态、初速、炮口、PSD 、雷达测速中图分类号中图分类号::TJ43 文献标识码: AThe Analyses of Cannonball Muzzle Velocity and GestureMeasurementWang Heng, Li Jie ,Meng Zhaoli ,Liu BaolinNational Key Laboratory for Electronic Measurement Technology, Taiyuan, Shanxi, 030051Department of Electronic Science and technology, North university of China, Taiyuan, Shanxi, 030051Abstract : To meet the requirement of the real time track and the long-distance stakeout,muzzle measure system and fuse fixation system are analyzed in the paper, the way which was used to measure the cannonball muzzle velocity and gesture is put forward, shows the general structure and the operating process, did interrelated experiment, discuss the related question, and finally get the approach to solve the problem. Keywords : gesture, start-velocity, muzzle, PSD, radar measure velocity1. 引言引言随着现代各种高新科技在军事领域内的广泛运用,武器装备的性能有了飞跃性的发展,对弹箭飞行姿态测试也提出了更高的要求。

具有同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量

具有同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量

具有同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量王珂;陈小梅;韩旭【摘要】常用的非合作目标航天器姿态测量技术往往借助于单目视觉进行迭代或双目视觉进行三维重建,该类方法在特征匹配过程中会产生误差,且实时性和准确性较差.针对上述问题,根据空间非合作飞行器的星箭对接环和发动机喷嘴具有空间平行但不共面的位置关系,开展了基于同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量模型的研究.通过改进双目视觉测量模型,完善了模型的角度适应性问题,提高了模型的适用性.仿真结果显示该算法在超近距离的姿态测量精度优于0.5°.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2018(045)008【总页数】9页(P81-89)【关键词】非合作目标;姿态测量;双目视觉测量;同心圆【作者】王珂;陈小梅;韩旭【作者单位】北京理工大学光电学院,北京 100081;北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081;北京理工大学光电学院,北京 100081;北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081;中国空间技术研究院钱学森实验室,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】O436.3随着空间技术的发展,非合作航天器的交会对接任务正成为未来自主航天器的重要应用方向之一。

与合作目标相比,非合作目标交会对接的不同主要体现在近距离的逼近阶段,此时服务航天器无法被动获取目标航天器的状态信息且目标航天器上没有辅助测量的标志器,从而增加了在轨服务的难度。

因此,针对这类目标,在轨服务的必要前提是解决相对位姿测量问题[1-2]。

本文研究超近距离(目标卫星与服务卫星之间的距离在3 m左右)阶段的交会对接,这个阶段相对位置已基本满足对接要求,此时如果姿态失控,便会造成对接的失败,因此需要着重研究相对姿态的测量。

非合作目标的姿态测量方法通常可分为基于模型匹配和基于几何特征两大类。

德国宇航中心提出了一种基于库的模型匹配法[3],近几年国内学者也提出了递推深度模型法、点云模型法等[4-5]。

基于单目视觉的位置姿态测量系统精度检校方法

基于单目视觉的位置姿态测量系统精度检校方法

基于单目视觉的位置姿态测量系统精度检校方法朱庄生;袁学忠【摘要】针对高精度位置姿态测量系统的姿态检校问题,提出一种单目视觉检校方法.首先分析了合作靶标精度对单目视觉姿态测量精度的影响,利用合作靶标实现视觉高精度姿态测量;然后提出基于正交矢量和动态滤波的联合标定法,标定出靶标坐标系和惯性测量单元之间的转换矩阵关系;最终实现了具备高精度姿态精度的单目视觉检校系统.实验结果表明,单目视觉检校系统静态姿态误差均方根为2.1″,动态姿态误差为4.4″,可以为高精度位姿系统提供姿态精度检校.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2018(026)005【总页数】7页(P654-659,664)【关键词】位置姿态测量系统;单目视觉;联合标定;精度检校【作者】朱庄生;袁学忠【作者单位】北京航空航天大学惯性技术重点实验室新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室,北京 100191;北京航空航天大学惯性技术重点实验室新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室,北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TH7航空遥感在高精度基础测绘、军事侦察、环境监测等领域都起着重要的作用,航空遥感中需要高精度位置姿态测量系统(Position and Orientation System,POS)为载荷提供实时、连续、高精度的位置、姿态信息进行运动补偿,实现遥感图像像质的退化抑制[1]。

高精度POS是航空遥感系统的关键设备之一,为解决高精度POS实时精度[2](POS AV610,航向精度0.03°,俯仰精度、横滚精度0.005°)的检校问题,目前学者们提出的方法主要采用空中三角检校法[3],利用航空测绘相机通过光束法区域网平差计算相机曝光时刻高精度位置和姿态数据,并用其检校POS的位置和姿态精度。

由于该方法受天气环境、飞行平台的平稳度等随机因素的影响,无法作为检校基准,主要用于定量分析,而且实现成本高;由于星敏感器可以实现高精度姿态测量[4](航向和俯仰精度0.0003°~0.003°,横滚精度0.002°~0.03°),其精度与高精度POS相当,但星敏感器多用于星载环境,在机载和地面环境使用中,由于受到大气层环境的影响以及地面光污染的影响,姿态精度会进一步降低;伪卫星检校方法[5]是通过在一定空间范围内布置若干模拟卫星信号发射器,模拟全球定位系统的检校方法,该方法主要提供位置精度检校,姿态的检校实现困难且精度低。

高精度移动目标位姿测量方法

高精度移动目标位姿测量方法

高精度移动目标位姿测量方法胥芳; 丁信斌; 占红武【期刊名称】《《高技术通讯》》【年(卷),期】2019(029)002【总页数】15页(P119-133)【关键词】核相关滤波(KCF); 卡尔曼滤波; 目标跟踪; 机器视觉; 位姿测量【作者】胥芳; 丁信斌; 占红武【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023【正文语种】中文0 引言随着近年来微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)技术的发展,具有体积小、运动速度快、定位精度高、结构简单、能耗低等特点的微小型机器人在微操作、微装配等精密作业领域有了越来越广泛的应用。

如微型装配机器人、微型仿真机器鱼以及用于大幅面数字打印的微小型移动机器人。

微型机器人完成各种微操作的基础在于对其高精度的位姿测量,即运动分辨率要高。

测量这些机器人的位姿变化对于其轨迹规划和控制效果检测有重要意义。

微型机器人的定位主要分为相对定位和绝对定位。

相对定位如Kelly和Pugh等人[1,2]提出的利用红外发送器、红外接收器实现微型移动机器人群中机器人的相对定位算法,系统最大测距范围是3 m,最大误差是8%,最大范围误差是17.4 °。

Qazizada等人[3]采用陀螺仪、加速度计组成的惯性导航系统,通过测量机器人相对于初始位置的距离和方向确定机器人当前位姿,由于陀螺仪和加速度计存在静态漂移与积分累计误差越来越大的问题,不适合高精度定位。

绝对定位常采用信标定位和全局视觉定位,张永顺等人[4]利用超声波定位原理结合渡法和相位测量法实现了管内游动微型机器人的在线定位,能够在1 m的范围内实现0.111 mm测距精度。

Diederichs等人[5]利用显微相机实现对微型移动机器人目标的检测、分类、定位和跟踪。

该方法能实现纳米级操纵但对目标大小和运动速度有要求。

视觉测量由于其非接触性和高精度特性被广泛用于对微型机器人的跟踪定位中,而实现高精度、高速度检测对目标跟跟踪算法有较高要求。

靶场飞行目标弱透视投影姿态测量可行性研究

靶场飞行目标弱透视投影姿态测量可行性研究

靶场飞行目标弱透视投影姿态测量可行性研究胡小丽;张三喜;唐明刚;容晓龙;吴海英;刘彪【摘要】The objective of this paper is to explore feasibilities on attitude measurement of flying targets of remote and small field of view in range using weak perspective projection.Taking axis symmetric rotating object as an example,attitude measurement module of monocu1ar vision is derived reversely by using projection image information and weak perspective projection principle.Experiment results verifies feasibilities of range attitude measurement in weak perspective projection,Under mentioned testing environments,error between weak perspective projection and perspective projection is less than 0.05°,and it mainly derives from operation range.Ultimate operating range is derived with algorithm applied.This study above lays a theoretical foundation for attitude measurement of flying targets of remote and small field of view in range.%为了探讨弱透视投影应用于靶场远距离、小视场姿态测量的可行性,以轴对称回转体目标为例,充分利用透视成像信息及弱透视投影原理,逆向推导了单站弱透视投影的姿态测量模型,实际试验结果证明了弱透视投影在靶场姿态测量中的可行性,在文中所述的试验环境下,弱透视投影与透视投影之间误差不超过0.05°;明确了在靶场远距离、小视场姿态测量环境下,弱透视投影误差主要来源于作用距离;推导了算法适用的极限作用距离.以上研究为靶场弱透视投影远距离、小视场姿态测量奠定了一定的理论基础.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】6页(P445-450)【关键词】弱透视投影;姿态测量;极限作用距离;傍轴条件【作者】胡小丽;张三喜;唐明刚;容晓龙;吴海英;刘彪【作者单位】中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200【正文语种】中文【中图分类】TP391飞行目标的偏航角、俯仰角等姿态特征参数是火箭发射装备、发射火药及国防工程设计、定型、验收和故障诊断等过程的主要参数,准确地测量这些参数对提高武器效能和国防工程的防御能力意义重大[1-2]。

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