1 长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,吉林 长春 130013
2 中国人民解放军63850部队,吉林 白城 137001
在靶场测量中,针对负载式T型光电经纬仪在更换成像组件之后的投影中心和光轴平行性改变的问题,提出一种仅需2个标杆即可同时检测投影中心和光轴平行性三差的方法。首先,结合摄像机的小孔成像模型和光电经纬仪的三差,推导了大地测量坐标系下的一点与摄像机图像平面上像点之间的投影方程。其次,根据光电经纬仪正、倒镜拍摄两根标杆得到标杆顶点在图像平面上的投影坐标,推导了结合投影中心与三差的成像投影关系,分析了平移矢量和三差对于标杆顶点在成像平面上投影点脱靶量的影响,对系统的投影中心坐标和三差进行计算,进而实现对光电经纬仪的光轴平行性检测。最后,通过实验验证了所提方法,实验结果表明,引入中心投影坐标和三差之后,水平方向和垂直方向上的重投影误差分别在0.2744 pixel和0.2287 pixel以内,所提方法切实可行、精度较高,可应用于T型光电经纬仪在靶场光轴平行性检测过程。
测量 光电经纬仪 光轴平行性 投影中心坐标 三差
1 洛阳理工学院 计算机与信息工程学院,河南 洛阳 471023
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033
为满足车载光电经纬仪对伺服控制系统控制精度、稳定性以及质量体积等方面的要求,针对伺服控制系统主电源开展了相关研究。主电源作为伺服控制系统的能量供给单元,其稳定性决定了伺服控制系统的稳定性,继而影响伺服控制系统的跟踪精度以及跟踪频率等指标。文章从电源设计要求、主电路、最大脉宽限制电路、PWM控制电路、电压电流检测电路以及电压反馈控制电路6个方面进行了研究,同时依据此方法设计电源。测试结果表明,电源输出为48 V DC,输出功率为2 400 W,峰峰值为310 mV,重量为13.8 kg,体积为350 mm×200 mm×110 mm。
光电经纬仪 伺服控制 电源 电路设计 photoelectric theodolite servo control power supply circuit design
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
传统的车载支撑平台晃动量较大,难以满足车载光电经纬仪高精度不落地测量要求。为了兼顾轻量化、高刚度和便于制造的要求,采用离散体桁架拓扑优化方法设计了一种具有桁架蒙皮式结构的高比刚度车载支撑平台;建立了平台系统的有限元仿真模型,根据平台安装光电经纬仪的稳定性要求,分析了不同工况和载荷条件下平台系统的静力学和模态特性,搭建了支撑平台稳定性实验装置。结果表明,在经纬仪工作角加速度0.5(°)/s2~20(°)/s2范围的激励下,经纬仪基座的响应加速度为0.008~0.55 m/s2,无明显影响经纬仪跟踪性能的共振响应发生。同时,采用倾角传感器测量了平台晃动幅值,最大晃动量为7.2″。该支撑平台具有较高的支撑稳定性,适用于车载光电经纬仪高精度不落地测量。
车载光电经纬仪 不落地测量 支撑平台 稳定性 光学学报
2023, 43(21): 2112004
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220732
1 北京空间机电研究所, 北京 100094
2 先进光学遥感技术北京市重点实验室, 北京 100094
3 北京东方计量研究所, 北京 100086
为实现小口径RC系统相机视轴指向高精度标定,论述了标定过程坐标系建立及转换方法, 提供了一种新的标定方法。利用经纬仪进行光束准直, 将十字丝成像于待测探测器像面; 运用最大类间方差法实现像与背景分离, 选用Harris角点检测算法提取十字像质心, 实现了小口径RC系统相机视轴指向高精度标定。结果表明, 标定精度达到1.7″, 较之前传统经纬仪法标定精度20.9″, 提高了12倍。为相机视轴标定提供了一种新的精度可行的途径, 并可应用于其他相机视轴标定。
小口径RC 视轴引出 经纬仪 small caliber RC sight axis lead theodolite
1 中国科学院西安光学精密机械研究所检测技术研究中心, 陕西 西安 710119
2 中国科学院西安光学精密机械研究所空间精密测量重点实验室, 陕西 西安 710119
3 中国科学院大学光电学院, 北京 100049
分析了传统光电经纬仪脱靶量修正模型和多视场拼接光电经纬仪的特点,基于坐标变换原理,推导了成像系统具有大照准差和零位差的光电经纬仪脱靶量修正公式。依据上述脱靶量修正公式和目标模拟器指向,逆向推导了大照准差和零位差的光电经纬仪脱靶量计算公式,结合实际成像系统脱靶量信息,解算成像系统的指向校正系数。经实验验证表明,该方法突破了传统畸变修正模拟的局限性,适用于多视场拼接光电经纬仪的成像系统指向校正。针对大照准差为11.26°和大零位差为18.08°的2×3外拼接阵列测量系统,采用多成像模块外拼接型光电经纬仪系统的指向校正方法,得到水平和垂直的指向误差均小于1/5 pixel。
测量 光电经纬仪 脱靶量 指向校正 视场拼接
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
基于角接触球轴承的小型经纬仪方位轴系设计往往参照相似模型进行估算和类比,该方法可提高设计效率,且设计轴系具备较好工程实施性,但这种基于经验的设计往往不是最佳设计,具有优化改进空间。针对某小型经纬仪的方位轴系,从方位轴倾斜误差修正角度出发,基于物理模型确定了轴系优化参数,利用有限元分析方法对轴承外压圈设计参数进行了优化,同时通过方位轴倾斜误差理论建模对轴承配合间隙设计参数值选择进行了分析,并在偏载吊装条件下对该小型经纬仪优化前后的二轴差进行检测。结果表明,优化前经纬仪二轴差约为20″,优化后经纬仪二轴差最大约为6″,优化后方位轴倾斜误差明显小于优化前,进而验证了所述优化方法的合理性和有效性。
光电经纬仪 方位轴系 有限元分析 轴系误差 photoelectric theodolite vertical shaft finite element analysis axis error 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210172
中国人民解放军63850部队, 吉林 白城 137001
针对目前光电经纬仪目标跟踪性能评价方法的局限性,基于传统光信号注入式测试方法的优点,提出了一种改进的视频信号注入式测试方法。首先,根据目标在测试过程中的规划运动轨迹,计算目标与经纬仪光轴之间的空间映射关系,生成相应的目标图像和场景图像,并由目标模拟器投射到光电经纬仪,从而建立目标和场景图像数据库;其次,根据每次测量时刻目标空间位置和目标与经纬仪光轴之间空间映射关系,调用图像数据库中目标图像和场景图像,并根据目标的相对运动速度对目标图像进行模糊处理,再与场景图像融合注入到经纬仪的视频处理器中,实现经纬仪在无延迟信号注入条件下的跟踪性能测试。实验结果表明,提出的视频信号注入式测试方法能够达到外场评估的测量精度,不仅充分利用了传统光信号注入式测试方法的优点,还有效解决了目标模拟器投射延迟和需随动于经纬仪的难题,为光电经纬仪的跟踪性能评价提供一种新的有效解决途径。
光电经纬仪 跟踪性能 评估方法 视频信号 注入式 Photoelectric theodolite Tracking performance Assessment method Video signal Injection 光子学报
2021, 50(12): 1212003
随着靶场观测目标各项性能的快速发展,靶场观测设备的性能需求也呈现出多样化、智能化、高机动性、高精度、自动化的发展趋势。为了实现无固定试验场坪条件下的光电经纬仪的不落地测量方案,设计了一种快速机动的不落地测量平台,并对其振动参数进行了测量。实验结果表明,在不落地测量模式下,设备在低于20°/s2角加速度的激励下,从伺服系统传递到基座的能量极小,电机激励载荷对平台的影响基本可以忽略,共振响应发生。
光电经纬仪 不落地测量 结构力学 振动参数 photoelectric theodolite measurement without landing structural mechanics vibration parameters