落点实时光学测量系统的设计与实现
地球即时光照仪的设计_钟华
·42·Educational Equipment And Experiment Vol．30，No．9，2014游走，同时燃烧产生的五氧化二磷白烟会被碱液吸收，不会污染环境。
图4二氧化氮溶于水的装置示意图(3)改进装置在高中教材《一定体积的NO 2溶于水》中的应用［2］①将收集满二氧化氮气体的150mL 玻璃注射器垂直放在铁架台上（如图4），将导气管插入水中，打开止水夹。
由于二氧化氮与水反应使得注射器内的压强减小，烧杯中水会被倒吸入注射器中。
注射器内液面最终会上升整个注射器的3/4，即注射器内会剩余1/4体积（约40mL ）的一氧化氮无色气体。
②将收集氧气后的注射器通过橡皮塞插入玻璃注射器中，缓慢通入约35mL 氧气。
观察到无色气体立刻变成红棕色，且液面继续缓慢上升，直到液体几乎充满整个容器。
在此实验中利用的医用注射器具有体积小、易操作、使用简便；灵活性、气密性好；可调节、透明度高、易观察、能定量等优点。
在制取少量氧气过程中用医用注射器作为绿色化学实验的工具，并将其巧妙地应用到二氧化氮与水和一氧化氮与氧气的反应中。
通入定量氧气，可以达到二氧化氮几乎完全被水吸收的效果，让学生对工业生产硝酸中循环利用尾气并向其中通入氧气有更深入的理解。
参考文献1张玉娟．针筒在化学实验中的妙用．化学教学，2013（3）：522中华人民共和国教育部制订．普通高中化学课程标准（实验）．北京：人民教育出版社，2003（收稿日期：2014-05-13）地球即时光照仪的设计□钟华江西省上饶师范学院334000摘要由于黄赤交角的存在，一回归年内，太阳直射点在南北回归线之间相对稳定地移动，对应到天球上即为太阳围绕天赤道周期摆动。
文中设计的“地球即时光照仪”正是基于上述基本原理，并运用地球空间几何学，吸收日晷的原理而设计的，较完美地实现了“展示即时地球光照模式”、“检测太阳直射点的位置”、“测量太阳高度角”和“显示地方时”四大功能。
激光光束实时监测与自动准直系统设计
第28卷 第8期光 学 学 报Vol.28,No.82008年8月ACTA OP TICA SINICAAugust ,2008文章编号:025322239(2008)0821590206激光光束实时监测与自动准直系统设计尉鹏飞1,2 刘 军1 李晓芳1 陈晓伟1 刘 鹏1 李儒新1 徐至展1(1中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海201800;2中国科学院研究生院,北京100049)摘要 设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。
基于透镜成像原理,使用CCD 探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View 编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制。
经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad ,反馈控制频率约1Hz ,完全可降低或消除抖动周期在1s 以上的光斑飘移。
关键词 光学设计;实时监测;自动准直;程控中图分类号 TP242;TP273.2 文献标识码 A doi :10.3788/AOS20082808.1590Des i g n of L as e r B ea m Real 2Ti me Moni t ori n g a n d A dap t i veColli m a t i o n S ys t e mWei Pengfei 1,2 Liu J un 1 Li Xiaofang 1 Chen Xiaowei 1 Liu Peng 1 Li Ruxin 1 Xu Zhizhan 11St a te Key L abor a tor y of High Fiel d L aser Physics ,S ha nghai Instit ute of Op tics a n d Fi ne Mecha nics ,Chi nese Aca dem y of sciences ,S ha nghai 201800,Chi n a2Gr a d ua te U niversit y of Chi nese Aca dem y of Scie nces ,Beiji ng 100049,Chi n aAbs t r act A new device is developed for real 2time monitoring of laser beam quality and adaptive collimating of laser beam direction.Based on lens imaging p rinciple ,the device is composed of one CCD camera for two 2dimensional imaging of laser spot and two piezoelect rically drived mirrors to correct laser beam shift by the p rinciple of two points exactly defining a line in space.The adaptive cont rol is performed through a home 2made comp uter p rogram using Lab View software.The system can collimate the beam direction in a resolution of 0.5μrad and 1Hz adjusting f requency ,and correct the laser spot shift of period above 1s.Key w or ds otpical system design ;real 2time monitoring ;adaptive collimation ;p rogram cont rol 收稿日期:2007211212;收到修改稿日期:2008203227基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KGCX 2YW 241722)、国家基金重点项目(2006CB806001)和上海市浦江人才计划项目(07pj14091)资助课题。
落点实时光学测量系统的设计与实现
落点实时光学测量系统的设计与实现飞行器落点的测量是某部队一项重要的任务,落点测量是否及时准确将对飞行试验结果的判别、后续残骸的搜索等产生很大的影响。
但受飞行试验落点区域条件限制和机动性要求,超声波、雷达或无线电等定位设备在本文中并不适合,简易的光学测量系统最适合本文的应用。
传统的落点光学测量主要依靠某型望远镜捕获目标,利用人工读数的方式获得角度值信息,再通过数传电台将各观测点的信息传输至计算中心,中心操作手再手工将角度信息录入计算软件,得出交会结果,最后进行结果复核计算。
这种传统的方式存在时效低、人为误差大等缺点,需要构建更加自动化、精确度更高的落点实时光学测量系统。
本论文正式针对上述实际问题,将比较成熟的光电编码技术与易于操作的望远镜进行组合,增加微处理器控制电路及收发数据、交会处理的软件,使操作手确认捕获到目标后,能自动完成角度信息采集、传输、交会计算和向上级指挥所发送结果的全过程,提高了测量速度、效率和精度。
本文的主要内容为:1.落点实时光学测量系统的关键技术研究。
介绍了该系统中的关键技术,两点前向交会方法、高斯投影、光电编码技术等,并通过推导计算得出一种基于最小二乘法的交会算法的优化方法。
2.落点实时光学测量系统的需求分析。
基于落点测量的实际情况,对落点测量的环境、条件及主要流程进行了全面分析。
对需要开发的落点实时光学测量系统的需求进行分析。
3.落点实时光学测量系统的设计。
在需求分析的基础上,完成系统设计,主要包括体系架构、功能结构、网络拓扑等。
4.落点实时光学测量系统的实现。
搭建系统环境,采购并接入光电编码器、数传电台等硬件,完成了数据通信、数据处理、交会计算和辅助决策等功能的实现。
在此基础上,通过模拟计算对优化算法进行了验证。
5.落点实时光学测量系统的测试。
为确保系统有较高的可靠性,对系统进行相关测试,发现并解决系统中存在的问题。
目前,该系统已实际应用,机动性强、受环境干扰小、性能稳定,实现了提高落点测量速度,减小人为差错的目标。
基于船载光学系统的落点测量方法
基于船载光学系统的落点测量方法石彬，黎刚果（中国人民解放军92941部队，辽宁葫芦岛125001）收稿日期：2022-03-240引言随着高新武器技术的不断发展，武器测试作为兵器研制和生产过程中必不可缺的一个环节，对武器的测试需求也逐步提高。
在对武器进行射击试验的过程中，为了对武器的打击能力以及毁伤能力进行准确的评估判断，需要掌握落点和末端飞行的精确数据[1]。
飞行数据作为评估武器发射装备、发射火药和弹体性能的主要指标以及发射药鉴定试验、药筒强度试验和穿甲性能实验的必备参数，为武器系统的工程设计、定性、验收和故障诊断等过程提供必要的技术数据。
目前所使用的常规测量手段中，雷达测量受到低仰角跟踪海杂波影响较大，难以给出符合需求的准确数据；遥测测量方法需要搭配装载在目标上的合作设备来进行工作，针对武器射击等一次性使用的情况适用性较低，导致其使用限制过大[2]。
而与前二者相比，光学测量方法具有其独特的优势，主要表现在以下几点：测量精度高、数据形式直观、性能稳定可靠并且不受“黑障”和海杂波影响等[3]。
传统意义上的光电经纬仪在完成对目标进行交会测量的任务时，需要在路上沿岸或附近大型测量船上进行布设[4]，并且在目标飞行轨迹的末端，经纬仪工作状态为低仰角跟踪，受视距及海面亮带影响严重，难以完成对目标的全程跟踪，因此需要研究设计基于船载光学系统的落点测量方法[5]。
船载光学系统作为将光学设备加载在舰船上的系统，可以有效弥补陆基固定站和车载移动站的限制。
在执行任务过程中，船载光学系统会受到风浪、潮汐及船体航行等运动影响，产生摇摆运动，影响测量精度。
1技术方案为实现前文中掌握飞行目标落点及末端飞行精确数据，并以此数据推导武器打击能力的目的，本文提出利用多台高速可见光相机实现基于船载光学系统的落点测量方法，对系统方案进行设计规划，设计原理如图1所示。
图1布站与测量示意在船上共布置相机4台，分别安装在船首、船尾以及船体两侧。
自适应光学系统校正算法研究与实现
自适应光学系统校正算法研究与实现光学系统是一种能够对光信号进行采集、处理和传输的技术，广泛应用于各个领域。
由于外部环境的干扰和光学系统自身的缺陷，导致了光学系统输出的信号可能存在一定的失真和畸变。
为了提高光学系统的性能和精度，自适应光学系统校正算法的研究与实现变得非常重要。
自适应光学系统校正算法是一种根据外部输入信号动态地调整光学系统参数的方法，以实现更加精确和稳定的光学输出。
该算法通常基于反馈控制原理，通过校正器件或模块来修正光学系统的非线性特性和畸变问题。
在自适应光学系统校正算法的研究与实现中，需要考虑以下几个方面：1. 传感器选择：选择合适的传感器设备，用于采集和测量光学系统输出信号。
常用的传感器包括光电二极管、光电倍增管、光纤传感器等。
传感器的选择要考虑到测量范围、测量精度、响应速度等因素。
2. 参数监测与反馈控制：在光学系统校正算法中，需要实时监测光学系统的参数。
通过采集传感器数据并与预设目标值进行比较，可以得到误差信号。
根据误差信号，可以通过反馈控制算法来调整校正器件或模块，使得光学系统的输出逼近预设目标。
3. 校正算法的设计和实现：根据光学系统的特性和校正需求，设计合适的校正算法。
常用的校正算法包括PID算法、自适应滤波算法、模糊控制算法等。
校正算法的实现可以通过软件编程或硬件电路实现。
4. 系统建模与仿真：在研究和实现自适应光学系统校正算法时，通常需要进行系统建模与仿真。
通过建立光学系统的数学模型，可以在仿真环境中测试和验证算法的性能。
系统建模与仿真可以帮助研究人员快速调试和优化算法，减少实际实验的成本和时间。
自适应光学系统校正算法的研究与实现具有重要的理论意义和实际应用价值。
光学系统的性能直接关系到各个领域的精确度和稳定性，如医学诊断、通信系统、工业自动化等。
通过自适应校正算法的应用，可以提高光学系统的输出质量和稳定性，满足各种复杂环境下的实际需求。
尽管自适应光学系统校正算法已经在很多领域得到了应用，但仍有一些挑战需要克服。
一种基于外测数据的飞行器落点实时预报软件设计
一种基于外测数据的飞行器落点实时预报软件设计一、引言近年来，飞行器行业得到了快速的发展，飞行器的类型也越来越多，应用领域也越来越广泛。
对于飞行器的飞行安全和效率的提升，落点预报是其中很重要的一环。
因此，一种基于外测数据的飞行器落点实时预报软件的研发具有十分重要的实际意义。
本文将就如何开发这类软件进行探究，主要从以下几个方面进行介绍：概述本文的研究背景和意义，分析软件需求与功能，选择适合数据处理的方法，搭建落点预警模型并进行模型验证，最后给出软件的总体设计和优化方案。
二、软件需求与功能1.需求分析飞行器落点预测软件需要具备以下几个方面的需求。
（1）接受和处理飞行器的实时数据，并对其进行分析、预测和展示。
（2）具备良好的用户交互，使得操作员可以轻松地掌握飞行器信息，并对其进行相关参数调整（3）在飞行器出现异常或者意外情况时及时发出警报，提醒相关工作人员进行应急处理，保障人员和设备的安全。
（4）自动化的数据处理和分析功能，可以将数据信息进行自动化统计，快速生成预测结果和分析报告。
2.功能设计通过对上述需求的分析，我们可以确定以下几个方面的功能：（1）实时数据采集系统应当能够接收飞行器传送的实时数据，并将其无缝集成到系统中实现数据采集和展示的功能。
为了保证数据的准确性和及时性，系统需要提供数据质量监控和处理功能，保证数据的质量在符合标准偏差范围内。
（2）数据分析和预测系统需要具备数据分析和处理功能，能够对实时数据进行快速自动化处理，并根据数据的趋势和规律进行预测和分析。
系统需要运用机器学习和人工智能算法来对落点进行预测。
（3）警报处理当飞行器出现异常情况或意外情况时，系统需要及时发出警报，提醒相关人员进行应急处理，保障人员和设备的安全，及时处理危险事件。
（4）用户交互为了保证操作员的对信息的掌握与调整能力，在界面设计方面要考虑到交互性。
系统界面应该清晰，容易操作，提供多种图表和报告，以便操作员进行数据分析和加工。
双CCD交汇测量物体落点坐标设计研究
双CCD交汇测量物体落点坐标设计研究[摘要] 测量物体的落地点坐标在打击精确度测试中具有重大的意义。
在当前的武器打击精准度测量中有多种测测量方法，如光幕靶测量、声靶测量。
这些测量方法都有各自的缺陷。
针对以上的问题本文提出了以转镜为基础的双CCD 交汇测量进行设计研究。
经过测试转镜式测量方法比其余的方法更具有优越性。
本文设计了测试的总体方案，并进行了具体实验，将有效的数据进行处理分析，分析结果显示该测试方案误差小，性能好，动态响应快，能够满足测试场的精度要求。
[关键词] 双CCD交汇测量高速扫描系统坐标精度校准1 前言双CCD交汇测量技术是远距离激光高速扫描光电测量技术，在对远距离和大视场的空间目标进行定位测量中显示出独特的优越性，因此在目标的追踪测量中有极其广泛的应用。
双CCD测量技术作为空间定位装置，首要的问题就是如何能够提高测量的精确度。
影响坐标精确度的原因很多，但是究其主要因素是光斑中心位置的精确确定。
光斑的中心的确定将直接影响图像中心位置的确定，进而影响光斑中心的确定。
本文设计主要运用双CCD构建的光斑中心空间定位的系统结构，并给出光斑中心坐标的计算公式。
通过对不同落点的多次测量计算，并与实际坐标比对，计算分析误差。
2 测试系统与数学建模图1双CCD交汇测量系统框图图2物象坐标关系2.1测试方案测试的总体方案如图1所示，激光转镜式高速扫描系统扫描被测区域的目标点，并且将激光能平稳地打在被测的物体上。
双CCD在同步触发电路的作用下高频率采集图像，并将所筛选的目标图像传送至终端进行计算分析。
2.2数学建模在平行于水平面的平面内放置两台CCD相机，使其主光轴的交汇点与被测区域的几何中心重合。
根据水平校准将两台CCD相机的水平光轴平行于被测平面，且光轴的交汇点与被测平面的几何中心重合。
两相机视场的交汇部分形成有效靶区，根据相机的视场角来确定相机与被测区域几何中心的距离。
当弹丸飞过有效靶区，外触发相机工作，经图像采集、软件处理，可获得弹体过靶的坐标位置，从而得出弹体的落地点坐标。
光学标记点技术算法
光学标记点技术算法光学标记点技术是一种通过特殊的点状标记物对物体进行识别和定位的技术。
这种技术广泛应用于各种领域，如工业生产、医学影像、运动捕捉等。
在实际应用中，如何高效准确地检测和识别标记点是至关重要的。
因此，算法设计是光学标记点技术的核心之一光学标记点技术的算法设计主要包括三个步骤：标记点检测、标记点识别和标记点定位。
在标记点检测阶段，算法需要对图像进行处理，提取出标记点的位置信息；在标记点识别阶段，算法需要对标记点进行分类和识别；在标记点定位阶段，算法需要根据标记点的位置信息确定物体的位置和姿态。
在标记点检测阶段，常用的算法包括边缘检测、角点检测、霍夫变换等。
边缘检测可以通过检测图像中的像素边缘来找到标记点的位置；角点检测可以根据图像中的角点信息来确定标记点的位置；霍夫变换可以通过对图像中的直线或圆进行检测来找到标记点的位置。
这些算法各有优缺点，需要根据具体应用场景来选择合适的算法。
在标记点识别阶段，常用的算法包括机器学习、模式识别等。
机器学习算法可以通过训练数据集来学习标记点的特征，从而实现标记点的分类和识别；模式识别算法可以通过比对图像中的特征点和数据库中的特征点来确定标记点的类型和位置。
这些算法在标记点识别方面有着较好的表现，但也需要大量的训练数据和计算资源。
在标记点定位阶段，常用的算法包括三维重建、姿态估计等。
三维重建算法可以通过多幅图像的匹配来确定标记点的三维位置；姿态估计算法可以通过对物体的姿态进行估计来确定标记点的位置和朝向。
这些算法在标记点定位方面有着较好的表现，但也需要复杂的数学模型和算法实现。
总的来说，光学标记点技术的算法设计是一项复杂而重要的工作。
在实际应用中，需要根据具体的需求和场景来选择合适的算法，并进行优化和改进，以实现高效准确的标记点检测、识别和定位。
随着计算机视觉和人工智能技术的不断发展，相信光学标记点技术的算法设计也会不断得到改进和提升，为各个领域带来更多的应用和创新。
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落点实时光学测量系统的设计与实现
飞行器落点的测量是某部队一项重要的任务,落点测量是否及时准确将对飞行试验结果的判别、后续残骸的搜索等产生很大的影响。
但受飞行试验落点区域条件限制和机动性要求,超声波、雷达或无线电等定位设备在本文中并不适合,简易的光学测量系统最适合本文的应用。
传统的落点光学测量主要依靠某型望远镜捕获目标,利用人工读数的方式获得角度值信息,再通过数传电台将各观测点的信息传输至计算中心,中心操作手再手工将角度信息录入计算软件,得出交会结果,最后进行结果复核计算。
这种传统的方式存在时效低、人为误差大等缺点,需要构建更加自动化、精确度更高的落点实时光学测量系统。
本论文正式针对上述实际问题,将比较成熟的光电编码技术与易于操作的望远镜进行组合,增加微处理器控制电路及收发数据、交会处理的软件,使操作手确认捕获到目标后,能自动完成角度信息采集、传输、交会计算和向上级指挥所发送结果的全过程,提高了测量速度、效率和精度。
本文的主要内容为:1.落点实时光学测量系统的关键技术研究。
介绍了该系统中的关键技术,两点前向交会方法、高斯投影、光电编码技术等,并通过推导计算得出一种基于最小二乘法的交会算法的优化方法。
2.落点实时光学测量系统的需求分析。
基于落点测量的实际情况,对落点测量的环境、条件及主要流程进行了全面分析。
对需要开发的落点实时光学测量系统的需求进行分析。
3.落点实时光学测量系统的设计。
在需求分析的基础上,完成系统设计,主要包括体系架构、功能结构、网络拓扑等。
4.落点实时光学测量系统的实现。
搭建系统环境,采购并接入光电编码器、数传电台等硬件,完成了数据通信、数据处理、交会计算和辅助决策等功能的实现。
在此基础上,通过模拟计算对优化算法进行了验证。
5.落点实时光学测量系统的测试。
为确保系统有较高的可靠性,对系统进行相关测试,发现并解决系统中存在的问题。
目前,该系统已实际应用,机动性强、受环境干扰小、性能稳定,实现了提高落点测量速度,减小人为差错的目标。