Исследование оптико-электронных систем измерения параметров пространственной ориентации перемещаемых объектов

• Автор: Чжан Хань
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ
1.1. Обобщенная структура измерительной системы
1.2. Принципы классификации измерительных схем
1.3. Измерительные системы с единой измерительной схемой смешанного вида
1.3.1. Измерительные системы прямого действия
1.3.2 Автоколлимационные системы
1.4. Измерительные системы с единой измерительной схемой
1.4.1. Системы прямого действия
1.4.2. Автоколлимационные системы
1.5. Измерительные системы с раздельной схемой
1.5.1 Измерительные системы прямого действия
1.5.2. Автоколлимационные измерительные системы
1.6. Выводы из обзора типовых схем ОЭС ИППО
1.6.1 Формулировка предмета проводимых исследований
1,6.2.Элементная база типовых модулей
Глава 2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1. Выбор и обоснование элементов структурной схемы исследуемых систем
2.1.1 .Структура исследуемой системы
2.1.2. Варианты структурной схемы ОЭС
2.1.3 Обобщенная схема ОЭС упорядоченного вида
2.1.4. Обобщенная схема ОЭС смешанного вида
2.1.5. Метод анализ а вариантов ОЭС 5
2.2 Анализ чувствительности ОЭС. Принцип раздельного рассмотрения

2.3. Чувствительность к линейным смещениям контролируемого объекта в Плоскости перемещения
2.4. Чувствительность к линейным смещениям контролируемого объекта по оптической оси ИОЭП (измерение расстояния)
2.5. Чувствительность к поворотам контролируемого объекта
2.5.1. Расположение измерительных марок при построении ОЭС измерения пространственного положения объекта
2.5.2. Особенность измерения угловых координат в ОЭС упорядоченного вида
2.6. Выводы по материалам главы
Глава 3. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Типовая задача - измерение параметров пространственной ориентации буксируемого объекта
3.1.1 Измерительная задача
3.2. Расположение ИОЭП и ИМ ОЭС
3.2.1 Элементная база ОЭС
3.3. Основные габаритные соотношения
3.4. Проверочный энергетический расчет
3.5 Анализ основных составляющих погрешности измерения
3.5.1. Первичные погрешности 7
3.5.2. Оценка величины первичной погрешности измерения координат изображений на чувствительной площадке ПЗС-матриц
3.5.3. Оценка величины первичной погрешности — отклонения величины базы от номинального значения
3.5.4. Оценка величины первичной погрешности - отклонения величины фокусного расстояния от номинального значения
3.5.5. Оценка величины первичной погрешности вследствие отклонения оптической оси приемного объектива по причине турбулентности воздушного тракта
3.6. Расчет частичных погрешностей измерения
3.6.1. Оценка погрешности измерения расстояния до контролируемого объекта (координаты по оси визирования ОТ)
3.6.2. Оценка погрешности измерения линейных смещений в плоскости перемещения
3.6.3. Оценка погрешности измерения угловых координат ОЭС смешанного типа
3.6.4. Оценка погрешности измерения угловых координат ОЭС упорядоченного типа
3.6.5. Резюме по расчету составляющих погрешности измерения
3.7. Выводы по материалам главы
Глава 4. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

4.1. Алгоритм измерения ОЭС упорядоченного типа
4.2. Алгоритм измерения ОЭС ИППО упорядоченного вида
4.3. Алгоритм измерения ОЭС ИППО смешанного вида
4.4. Принципы построения модели ОЭС упорядоченного и смешанного типов
4.5. Анализ результатов экспериментального исследования модели ОЭС.

4.5.1. Зависимость погрешности измерения линейных и угловых координат от смещений и поворотов контролируемого объекта
4.5.2. Зависимость погрешности измерения координат объекта от погрешности измерения координат изображений измерительных марок
4.6. Резюме по материалам главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение

мерительными марками на Плоскость перемещения;
- базовым расстоянием В между осями двух ИОЭП, в результате чего ось каждого ИОЭП оказывается смещенной относительно центра плоскости перемещения на величину В/2 в горизонтальной плоскости.
Отсюда следуют условия, определяющие угловое поле каждого из двух ИОЭП в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
При рассмотрении указанных факторов полагалось, что, во-первых, диапазоны перемещения объекта определяют перемещение его геометрического центра и, во-вторых, что измерительные марки расположены приблизительно симметрично относительно геометрического центра объекта.
2.1.4. Обобщенная схема ОЭС смешанного вида
Второй вариант исследуемой ОЭС - смешанного вида может быть построен по аналогичной обобщенной структурной схеме. В отличие от рассмотренной, используется один ИОЭП - см. рис. 2.5.
В качестве источников излучения в ИМ также использованы светодиоды. ИОЭП включает корпусной модуль с объективом 4, в фокальной плоскости которого расположена ПЧРС на основе ПЗС - матрицы 5. На чувствительной площадке ПЗС формируется изображение трех ИМ, установленных в контрольных точках объекта, их координаты на площадке матрицы определяются с помощью измерительного тракта ПЗС — ПЭВМ. Видеосигналы с ПЗС - матрицы поступают в блок предварительной обработки, состоящий из видео- усилителя 6 и АЦП 7, где осуществляется “привязка” нижнего уровня сигнала и его необходимое усиление с целью согласования верхнего и ниж-
(2.2)
(2.3)