基于CCD光电式两车相对空间位置测量技术研究

论文摘要

长期以来，导弹的发射速度的提高一直受导弹的转载速度的制约。在发射场上，由人工指挥吊车将导弹由装填车转至发射车，存在费时费力、准确性差等弊端。随着工业自动化程度的提高，以及对导弹快速转载的需求，促使自动装弹机械手的发展，它的研制对于提高导弹快速反应能力具有重要意义。实现转载过程自动化，需要首先快速、准确地测量出导弹装填车和发射车的相对空间位置。本课题的研究正是基于这一位置测量问题展开的。 本论文围绕非接触测量方法、如何提高测量精度以及缩短作业时间等方面展开，具体的研究内容包括以下几个方面： 1) 深入研究了三维测距的基本理论，掌握被动和主动两大类测距方法的原理和结构。在此基础上，介绍了几种常用的测量方法，为本文采用的线阵CCD旋转扫描测量法的提出奠定了理论基础。 2) 确立本课题的位置检测方法为线阵CCD旋转扫描测量法。详细论述了该方法的工作原理，推导了各个测量参数的计算公式。通过对各项误差源的分析、计算，得到各项测量参数的随机误差。将理论计算精度与样机的实际测量精度比较，验证了误差分析计算的正确性。另外，还提出了线阵CCD旋转扫描测量法的另一种数学处理方法——后交会法，它的特点是由像面上的脱靶量求出目标的高低角，推导了该方法的测量公式和误差计算公式。新方法

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 三维测距理论
• 1.1.1 被动立体测定技术
• 1.1.2 主动立体测定技术
• 1.1.3 三维测距技术的现状与未来
• 1.2 实用测量方法综述
• 1.2.1 几种典型的测距方法
• 1.3 国内外测量技术的发展
• 1.3.1 国外发展与现状
• 1.3.2 国内发展与现状
• 1.4 论文研究的主要内容和研究意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 主要技术难点
• 1.4.3 研究意义
• 第二章 导弹装填车与发射车之间相对空间位置测量方法研究
• 2.1 线阵 CCD扫描测量法
• 2.1.1 方案设计依据
• 2.1.2 光学系统设计的特点
• 2.1.3 系统测量原理
• 2.1.4 三角法工作原理
• 2.1.5 后交会法工作原理
• 2.2 面阵CCD交会测量法
• 2.2.1 理论依据
• 2.2.2 坐标系定义
• 2.2.3 面阵 CCD交会测量法工作原理
• 2.3 几种测量方法的比较
• 2.3.1 误差计算理论
• 2.3.2 线阵 CCD旋转扫描测量法的精度计算
• 2.3.3 线阵 CCD后交会测量法的精度计算
• 2.3.4 面阵 CCD交会测量法的精度计算
• 第三章 测量精度理论分析
• 3.1 影响摄像机分辨率的因素
• 3.1.1 成像系统分辨率
• 3.1.2 影响摄像机分辨率的因素
• 3.2 影响测量精度的几个主要因素
• 3.2.1 成像系统几何畸变误差
• 3.2.2 成像系统的噪声
• 3.3 光学测量系统误差研究
• 3.3.1 成像系统几何畸变
• 3.3.2 图像坐标测量误差
• 3.3.3 采样点测量精度的影响
• 3.3.4 像平面与光电接收面不重合误差
• 3.4 亚像素定位技术
• 3.4.1 亚像素定位技术的应用意义
• 3.4.2 亚像素定位技术基本原理
• 3.4.3 应用亚像素技术的条件
• 3.4.4 亚像素定位方法种类
• 3.4.5 灰度重心定位法
• 第四章 线阵 CCD摄像系统精度标定
• 4.1 线阵CCD旋转扫描测量法的精度标定
• 4.1.1 线阵 CCD扫描系统的精度标定理论
• 4.1.2 位置检测装置各单项差的调整
• 4.1.3 线阵 CCD成像系统标定
• 第五章 面阵 CCD摄像机定标方法研究
• 5.1 面阵 CCD交会测量法的摄像机定标
• 5.1.1 摄像机定标概述
• 5.1.2 摄像机定标应用
• 5.1.3 摄像机成像模型
• 5.1.4 小孔成像原理
• 5.1.5 四个坐标系
• 5.1.6 线性模型定标与非线性模型定标
• 5.1.7 典型的传统定标法——Tsai的两步法
• 5.1.8 算法流程
• 5.2 摄像机旋转定标法
• 5.2.1 实验方法
• 5.2.2 实验原理
• 5.2.3 实验过程
• 5.2.4 实验结果与分析
• 5.2.5 实验方法二
• 5.2.6 两种不同实验方法的比较
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 进一步工作展望
• 参考文献
• 攻读博士期间论文发表情况
• 作者简历
• 致谢