[發(fā)明專利]光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410638123.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN105573328B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉亞辰;劉均松;張新磊;逯海;麥吉;曹玉梅;張功;徐濱;胡睿;宋金城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所;中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 王朋

1.一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置，包括載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)和目標(biāo)模擬器(2)，待測(cè)設(shè)備(3)安裝在載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)上，載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)模擬三維空間內(nèi)6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，復(fù)現(xiàn)載體的姿態(tài)變化；目標(biāo)模擬器(2)安裝在某一高度的平臺(tái)上，相距一定距離，模擬目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡；所述的目標(biāo)模擬器(2)包括目標(biāo)光源(10)、折光反射鏡(11)、離軸拋物面反射鏡(12)、下反射鏡(13)和上反射鏡(14)；其中，折光反射鏡(11)放置在目標(biāo)光源(10)發(fā)射的光束路線上，離軸拋物面反射鏡(12)放置在該光束路線上、折光反射鏡(11)后側(cè)；離軸拋物面反射鏡(12)放置在上述光束經(jīng)折光反射鏡(11)折射后的光路上，上反射鏡(13)位于折光反射鏡(11)折射出的光束經(jīng)離軸拋物面反射鏡(12)反射后的光路上，下反射鏡(14)位于離軸拋物面反射鏡(12)反射出的光束經(jīng)上反射鏡(13)反射后的光路上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)包括機(jī)械臺(tái)體與控制系統(tǒng)，其中，機(jī)械臺(tái)體包括動(dòng)平臺(tái)(4)、電動(dòng)或液壓缸(5)、伺服電機(jī)(6)、靜平臺(tái)(7)、上萬(wàn)向鉸(8)、下萬(wàn)向鉸(9)；控制系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)器、控制器以及人機(jī)交互模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的動(dòng)平臺(tái)(4)為金屬制六邊形框架結(jié)構(gòu)，負(fù)載安裝在動(dòng)平臺(tái)(4)的上部；靜平臺(tái)(7)為金屬制六邊形框架結(jié)構(gòu)，底部固定在地基上；電動(dòng)或液壓缸(5)的伸縮桿分別通過(guò)上萬(wàn)向鉸(8)與下萬(wàn)向鉸(9)與動(dòng)平臺(tái)(4)和靜平臺(tái)(7)連接；伺服電機(jī)(6)安裝在電動(dòng)或液壓缸(5)上，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)或液壓缸(5)的伸縮桿伸長(zhǎng)和縮短，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)六個(gè)自由度的調(diào)整，完成要求的位姿調(diào)整運(yùn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)的控制系統(tǒng)的控制器接收來(lái)自伺服電機(jī)(6)和電動(dòng)或液壓缸(5)的位置反饋信息，以及來(lái)自人機(jī)交互模塊的控制輸入信息，按照伺服控制方法進(jìn)行處理，并向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器接收來(lái)自控制器的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(6)帶動(dòng)電動(dòng)或液壓缸(5)伸長(zhǎng)或縮短，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)六個(gè)自由度的調(diào)整；人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)控制輸入的采集，并將其發(fā)送給控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)的電動(dòng)或液壓缸(5)上安裝直線位移傳感器，電動(dòng)或液壓缸(5)缸體的直線位移作為控制系統(tǒng)的信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的目標(biāo)光源(10)為激光光源、可見光光源或者紅外光源；所述的目標(biāo)光源(10)經(jīng)過(guò)折光反射鏡(11)的折射后進(jìn)入離軸拋物面反射鏡(12)的焦面上，經(jīng)離軸拋物面反射鏡(12)的準(zhǔn)直后形成平行光目標(biāo)，再經(jīng)過(guò)由上反射鏡(13)、下反射鏡(14)組成的轉(zhuǎn)臂；所述轉(zhuǎn)臂配合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在其驅(qū)動(dòng)下作圓周運(yùn)動(dòng)，上反射鏡(13)和下反射鏡(14)之間的距離能夠設(shè)定，進(jìn)而通過(guò)切換不同光源形成各種波長(zhǎng)的無(wú)窮遠(yuǎn)活動(dòng)目標(biāo)。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-6任何一項(xiàng)所述的一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置的使用方法，包括如下步驟：

第一步：穩(wěn)定精度校準(zhǔn)；

1)將光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)安裝載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)之上，且使光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)的安裝面與載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)的動(dòng)平臺(tái)(4)固連；

2)將目標(biāo)模擬器(2)放置在載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)旁邊，并保持一定的距離；

3)啟動(dòng)目標(biāo)模擬器(2)并保持目標(biāo)源靜止，使光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)鎖定目標(biāo)源；

4)啟動(dòng)載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)，根據(jù)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)的實(shí)際載體類型來(lái)提供相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)變化；

5)當(dāng)載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)模擬器(2)靜止，通過(guò)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)跟蹤目標(biāo)源的脫靶量信息，來(lái)對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)的穩(wěn)定精度進(jìn)行校準(zhǔn)；

第二步：跟蹤精度校準(zhǔn)；

1)將待測(cè)設(shè)備(3)——光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)安裝載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)之上，且使光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的安裝面與載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)的動(dòng)平臺(tái)(4)固連；

2)將目標(biāo)模擬器(2)放置在載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)旁邊，并保持一定的距離；

3)啟動(dòng)目標(biāo)模擬器(2)，根據(jù)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)的實(shí)際目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性設(shè)定目標(biāo)模擬器(2)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)加速度；

4)啟動(dòng)載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)，根據(jù)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)的實(shí)際載體類型提供相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)變化；

5)當(dāng)載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)(1)與目標(biāo)模擬器(2)都運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤時(shí)的脫靶量信息，來(lái)對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(3)的跟蹤精度進(jìn)行校準(zhǔn)。