[發明專利]一種PSD非線性誤差的標校裝置及方法

有效

• 申請號: 202010052187.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111238558B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王偉興;毛大鵬;王德江
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種PSD非線性誤差的標校裝置，其特征在于，應用于航空平臺，所述標校裝置包括兩軸四框架平臺和上位機：

所述兩軸四框架平臺的內俯仰框架結構面上設置有PSD安裝結構和激光發射器安裝結構，所述兩軸四框架平臺的外俯仰框架的軸系安裝有編碼器；

PSD傳感器安裝在所述PSD安裝結構，保證所述PSD傳感器的中心與內俯仰軸系中心在同一直線上，當內俯仰軸系處于零位時，該直線與方位軸系平面垂直；激光發射器安裝在所述激光發射器安裝結構上，激光發射器中心與內俯仰軸系中心在同一直線上，當內俯仰軸系處于零位時，該直線與方位軸系平面垂直；

所述外俯仰框架發生轉動時，由所述編碼器獲取所述外俯仰框架的轉動角度；所述PSD傳感器獲取所述激光發射器所發出激光光斑的移動軌跡；

所述上位機通過信號處理系統獲取所述轉動角度和移動軌跡，所述信號處理系統獲取所述激光光斑在PSD初始坐標系下的坐標值，并根據所述轉動角度將所述激光光斑在PSD初始坐標系下的坐標值轉換成PSD運動坐標系下的坐標值，轉換公式為：

x′1＝Rsinα

y′1＝R-Rcosα

其中，R為激光光斑的移動軌跡形成圓的半徑，(x′1,y′1)為所述激光光斑PSD運動坐標系下的坐標值，α為內俯仰框架的轉動角度；

將兩個坐標系下的坐標值代入改進型BP神經網絡算法進行非線性誤差校正，具體地，將每次獲取到的坐標值(xi,yi)和(x′i,y′i)坐標信息一一對應代入自適應模糊BP神經網絡算法中進行迭代學習，其中，i為每次轉動角度的次數；計算PSD非線性誤差修正值，在迭代計算過程中形成修正訓練規則。

2.根據權利要求1所述的標校裝置，其特征在于，所述兩軸四框架平臺包括：

內俯仰軸系，用于使所述兩軸四框架平臺在內俯仰方向轉動；

外俯仰軸系，用于使所述兩軸四框架平臺在外俯仰方向轉動；

內俯仰框架，用于支撐所述兩軸四框架平臺的內俯仰運動結構；

外俯仰框架，用于支撐所述兩軸四框架平臺的外俯仰運動結構。

3.根據權利要求2所述的標校裝置，其特征在于，所述信號處理系統包括：

PSD信號處理模塊，用于接收PSD位置信號并進行位置坐標解算；

編碼器信號處理模塊，用于接收所述轉動角度并進行解算PSD坐標真實值；

學習訓練算法模塊，用于存儲改進型BP神經網絡算法訓練規則；

調試上位機，用于在線顯示誤差值并調試標校程序；

BP神經網絡改進算法，用于計算二維PSD非線性誤差值并進行修正。

4.根據權利要求3所述的標校裝置，其特征在于，所述信號處理系統接收所述轉動角度后，解算二維PSD坐標真實數值，并代入BP神經網絡改進算法進行學習訓練。

5.根據權利要求3所述的標校裝置，其特征在于，所述編碼器包括絕對式編碼器。

6.一種PSD非線性誤差的標校方法，其特征在于，應用于權利要求1-4任一項所述的標校裝置中，所述標校方法包括：

兩軸四框架平臺的外俯仰框架發生轉動時，由編碼器獲取所述兩軸四框架平臺的內俯仰框架的轉動角度；由PSD傳感器獲取激光發射器所發出激光光斑的移動軌跡；

信號處理系統獲取所述激光光斑在PSD初始坐標系下的坐標值，并根據所述轉動角度將所述激光光斑在PSD初始坐標系下的坐標值轉換成PSD運動坐標系下的坐標值；

將兩個坐標系下的坐標值代入改進型BP神經網絡算法進行非線性誤差校正；

將計算BP學習訓練方式代入信號處理系統程序中，實現實時準確修正PSD非線性誤差的目的。

7.根據權利要求6所述的標校方法，其特征在于，所述PSD傳感器為二維PSD傳感器。