[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(kāi)（公告）號(hào): CN105573328B
• 公開(kāi)（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

本發(fā)明屬于參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置及其使用方法，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行校準(zhǔn)的問(wèn)題。該裝置包括載體姿態(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。該方法包括穩(wěn)定精度校準(zhǔn)和跟蹤精度校準(zhǔn)兩個(gè)步驟。本發(fā)明采用載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)，可模擬三維空間內(nèi)6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，可最大限度模擬系統(tǒng)在車載、艦載、機(jī)載以及陸基條件下的使用環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)作為一種具有成像、捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)以及測(cè)量功能的光機(jī)電一體化設(shè)備，近年來(lái)在航空、航天、船舶以及兵器等領(lǐng)域得到迅猛發(fā)展。光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)利用目標(biāo)物體的運(yùn)動(dòng)特性、幾何特性、物理特性以及目標(biāo)背景的光學(xué)特性，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行感知、跟蹤、瞄準(zhǔn)，并可輸出目標(biāo)物體的位置、速度以及加速度等信息。與雷達(dá)相比，光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)中、近距離的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤瞄準(zhǔn)，具有可視性、無(wú)死角及抗隱形等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)載體的不同，光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)可分為靜基座和動(dòng)基座兩大類，靜基座主要固定于地面或建筑物上，主要用于關(guān)鍵設(shè)施或大型盛會(huì)場(chǎng)館的防護(hù)，例如在北京奧運(yùn)會(huì)時(shí)靜基座光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)重要場(chǎng)館的保護(hù)也發(fā)揮了不可替代的作用。動(dòng)基座主要安裝在艦船、飛行器、車輛上，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的監(jiān)視防護(hù)。

但是，對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)尚無(wú)統(tǒng)一的校準(zhǔn)方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。目前各單位對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的常見(jiàn)校準(zhǔn)方法包括：

a)穩(wěn)定精度的單項(xiàng)校準(zhǔn)方法

常采用將光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的穩(wěn)定平臺(tái)置于簡(jiǎn)易搖擺臺(tái)上，在給定搖擺臺(tái)輸入的情況下測(cè)試穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定精度；另外，也有單位采取在給定穩(wěn)定平臺(tái)輸入的情況下對(duì)比穩(wěn)定平臺(tái)姿態(tài)輸出的方法。

上述方法的問(wèn)題在于雖然可以在一定程度上評(píng)價(jià)穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定精度，但與實(shí)際使用狀態(tài)差距較大。

b)跟蹤精度的單項(xiàng)校準(zhǔn)方法

對(duì)于跟蹤精度的校準(zhǔn)，目前各單位通常采用在特定現(xiàn)場(chǎng)對(duì)隨機(jī)出現(xiàn)的空中或地面目標(biāo)進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)的方法，以檢驗(yàn)系統(tǒng)的特性。

此方法的問(wèn)題在于測(cè)試環(huán)境的不統(tǒng)一，由于特定現(xiàn)場(chǎng)選取困難、目標(biāo)出現(xiàn)的隨機(jī)性和不可控性、以及現(xiàn)場(chǎng)很少能夠配備運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)，因此對(duì)跟蹤精度的校準(zhǔn)不能達(dá)到準(zhǔn)確量化、全指標(biāo)覆蓋的基本要求。

總之，目前對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的參數(shù)校準(zhǔn)尚無(wú)統(tǒng)一的校準(zhǔn)方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，各單位只是根據(jù)各自的條件進(jìn)行標(biāo)定與測(cè)試，且只能進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)試，不能確切反映光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行校準(zhǔn)的問(wèn)題，提供一種光學(xué)跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)裝置及其使用方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)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，包括載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)和目標(biāo)模擬器，待測(cè)設(shè)備安裝在載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)上，載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)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。

如上所述的載體姿態(tài)模擬系統(tǒng)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)、電動(dòng)或液壓缸、伺服電機(jī)、靜平臺(tái)、上萬(wàn)向鉸、下萬(wàn)向鉸；控制系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)器、控制器以及人機(jī)交互模塊。