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专利号: 2018104377838
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分立式目标位置测试装置,其包括线激光发射装置(1)、第一线激光反射装置(2)、第二线激光反射装置(3)、光电探测接收装置(4)、线阵CCD装置(5)以及智能信号采集仪(43),其中,所述线阵CCD装置(5)布置在所述线激光发射装置(1)和所述第一线激光反射装置(2)的连线中点处,通过所述线激光发射装置(1)、所述第一线激光反射装置(2)、所述第二线激光反射装置(3)、所述光电探测接收装置(4)以及所述线阵CCD装置(5)形成四个探测光幕,其中,所述线激光发射装置(1)与所述第一线激光反射装置(2)之间形成第一探测光幕,所述第一线激光反射装置(2)与第二线激光反射装置(3)之间形成第二探测光幕,所述第二线激光反射装置(3)与光电探测接收装置(4)之间形成第三探测光幕,所述线阵CCD装置(5)的线激光器(7)发出的光源形成第四探测光幕,所述第一探测光幕与所述第三探测光幕相互平行,所述第四探测光幕依次穿过所述第一探测光幕和所述第三探测光幕,所述第一探测光幕与第四探测光幕之间具有交汇角度,所述目标位置与所述交汇角度相关,所述线阵CCD装置中具有线阵CCD相机(26),所述线阵CCD相机(26)用于获得飞行目标穿过所述第四探测光幕时的图像,图像中含有飞行目标的时间和空间信息,目标在图像中的纵坐标为目标成像所在的扫描行数m,纵坐标为目标成像所在的像元数n。

2.根据权利要求1所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,所述线激光发射装置(1)包括三角底盘(27)和第一壳体(44),所述第一壳体(44)设置在所述三角底盘(27)上,在所述三角底盘(27)上依次设有第一连接转盘(28)和第二连接转盘(11),所述第一连接转盘(28)和所述第二连接转盘(11)都包括连接凸起盘(36)和连接座(35),所述连接凸起盘(36)与所述连接座(35)嵌套连接,所述第二连接转盘(11)还包括矩形底座(38),在所述第二连接转盘(11)的两侧设有锁紧旋钮(10),在所述第一连接转盘(28)上设有两个相互垂直布置的水平水泡(14)。

3.根据权利要求2所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,在所述第一壳体(44)内设有激光发射单元,所述激光发射单元包括四个线激光器(7)、锂电池(16)和固定板(15),其中,所述线激光器(7)位于所述第一壳体(44)的上部并连接在所述固定板(15)上,其中三个所述线激光器(7)发出扇形激光束,另一个所述线激光器(7)用于标定,在所述第一壳体(44)的正面设有第一面板(6),在所述第一面板(6)上设有出光口和自校准刻度线(8),所述线激光器(7)发射激光并通过所述第一面板(6)上的所述出光口发出。

4.根据权利要求3所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,所述第一线激光反射装置(2)包括第二壳体(45),在所述第二壳体(45)内设有微调连接转盘(39)、旋转轴(19)和反射镜(18),所述反射镜(18)安装在所述旋转轴(19)上;所述旋转轴(19)的底端与角度编码器(20)连接。

5.根据权利要求4所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,在所述第二壳体(45)的正面设有第二面板(29)和第三面板(31),其中,所述第二面板(29)垂直布置并与所述第二壳体(45)的背面平行,在所述第二面板(29)上设置有接收狭缝(30),所述第三面板(31)垂直布置并与所述第二壳体(45)的背面之间呈45°夹角,在所述第三面板(31)上设置有发射狭缝(17)。

6.根据权利要求5所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,所述光电探测接收装置(4)包括第三壳体(46),在所述光电探测接收装置(4)内部设有光电探测单元,所述光电探测单元包括第四面板(40)和两个固定板(15),两个所述固定板(15)垂直布置并且相互平行;在靠近所述第四面板(40)的所述固定板(15)上设有若干个第一光学镜头(22),所述第一光学镜头(22)沿竖直方向依次布置,在远离所述第四面板(40)的所述固定板(15)上设有若干组电路板(23)和光电探测器(24),每组所述电路板(23)和所述光电探测器(24)对应已配对好的所述第一光学镜头(22)。

7.根据权利要求6所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,所述线阵CCD装置(5)包括U型架(42)和第四壳体(47),所述U型架(42)通过第三连接转盘(41)固定,所述第四壳体(47)能够在所述U型架(42)上旋转,在所述第四壳体(47)的上表面上设置线激光器(7)和第二光学镜头(25),在所述第四壳体(47)中设有线阵CCD相机(26),其与所述第二光学镜头(25)相连接。

8.根据权利要求7所述的分立式目标位置测试装置,其附加特征在于,在所述三角底盘(27)的角部位置设有调节装置,所述调节装置包括旋钮(13)、螺柱(37)和底脚,其中,所述旋钮(13)与所述螺柱(37)的一端连接,所述螺柱(37)的另一端与所述底脚相连接。

9.一种分立式目标位置测试方法,其采用权利要求2‑8中任一项所述的分立式目标位置测试装置,包括以下步骤:

(1)在预定测试位置弹道上,线激光发射装置(1)与第一线激光反射装置(2)共面为第一组柱体垂直于地面放置,第二线激光反射装置(3)和光电探测接收装置(4)共面为第二组柱体垂直于地面放置,将线阵CCD装置(5)放置在线激光发射装置(1)和第一线激光反射装置(2)连线中点处,转动线阵CCD装置(5)的壳体,使线激光光幕能够发射到第二线激光反射装置(3)壳体与光电探测接收装置(4)壳体的顶端,且为了保证第四探测光幕(M4)最大程度覆盖靶面范围,将线阵CCD装置(5)进行平移且要保证线激光发射装置(1)与第一线激光反射装置(2)以该装置所在位置中心对称;摆放完成后调节所有柱体三角底盘(27)的调节旋钮(13),通过观察水平水泡(14)后完成水平调节;

(2)将线激光发射装置(1)和第一线激光反射装置(2)的线激光器(7)打开,根据观察标定刻度线使两束激光重合并处在刻度线(8)中央,调整重合后,读取此时第一线激光反射装置(2)的角度编码器(20)的数值θ1;

(3)转动第一线激光反射装置(2)和第二线激光反射装置(3),使第一线激光反射装置(2)与第二线激光反射装置(3)共面形成第二探测光幕(M2)、第二线激光反射装置(3)与光电探测接收装置(4)共面形成第三探测光幕(M3),并且使第三探测光幕(M3)处于光电探测接收装置(4)标定刻度线(8)的中央;测量线激光发射装置(1)与第一线激光反射装置(2)、第二线激光反射装置(3)与第一线激光反射装置(2)的矩形底座(38)对应两个棱角的距离判断第一探测光幕(M1)与第三探测光幕(M3)是否平行,若平行则完成标定;此时读取第一线激光反射装置(2)角度编码器(20)的数值θ2,测量线激光发射装置(1)与第二线激光反射装置(3)之间的距离为第一靶距S1、线激光发射装置(1)与第一线激光反射装置(2)之间的距离为第二靶距S2,将数值传输给智能信号采集仪(43);

(4)读取线阵CCD装置(5)面板上LED显示屏(21)显示的角度值θ3输入给智能信号采集仪(43);

(5)打开各柱体控制面板上以及智能信号采集仪(43)的电源开关,开始测试,当目标经过第一探测光幕(M1)时,智能信号采集仪(43)会记录该时刻值t1并开始计时,向线阵CCD装置(5)发出同步触发命令开始扫描,目标经过第二探测光幕(M2)、第三探测光幕(M3)和第四探测光幕(M4)的时间值分别为t2、t3、t4,结合线阵CCD相机(26)采集频率及四个探测光幕的几何关系,进而计算出飞行速度、着靶坐标。

10.根据权利要求9所述的分立式目标位置测试方法,其附加特征在于,所述方法还包括:

(1)第一探测光幕(M1)与第三探测光幕(M3)的距离为S1,目标经过两个光幕的时刻值分别为t1、t3,则可以确定飞行目标速度

(2)第一探测光幕(M1)与第二探测光幕(M2)的距离为S2,第一探测光幕(M1)与第二探测光幕(M2)交汇角度为(θ2‑θ1),目标经过第一探测光幕(M1)、第二探测光幕(M2)的时刻值分别为t1、t2,则可以确定飞行目标的坐标(3)第一探测光幕(M1)与第四探测光幕(M4)交汇角度为θ3,目标经过第一探测光幕(M1)、第四探测光幕(M4)的时刻值分别为t1、t4,其中, k为线阵CCD装置(5)的扫描速率,则可以确定飞行目标的坐标y=tanθ3·v·(t4‑t1)。