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专利号: 2021101892472
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:

1.一种面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述测试方法基于破片群测试装置而实现,所述破片群测试装置包括L型的主体框架(1)、面阵CCD靶(2)和上位机(3);所述主体框架(1)的一侧顶部中间设置有光敏二极管编码阵列(5),远离所述光敏二极管编码阵列(5)的另一侧底部中间设置有线激光器(4),通过所述线激光器(4)向斜上方发射“一”字型激光光束形成激光探测光幕(6),所述光敏二极管编码阵列(5)作为光电探测单元接收激光光束从而形成激光探测光幕(6);所述面阵CCD靶(2)设置在所述主体框架(1)的底部中心处,所述面阵CCD靶(2)通过数据接口(7)与所述上位机(2)电连接,其外部设置有金属壳(9)的外罩;

所述测试方法包括以下步骤:

步骤1、当破片群进入探测区域到达激光探测光幕(6),触发面阵CCD靶(2)开始工作,采集破片图像序列;当破片穿过激光探测光幕(6),与光敏二极管编码阵列(5)相连接的信号采集单元(32)获取信号,确定接收探测信号的编码点位置;

步骤2、建立图像坐标系uov,以采集图像的像素中心点为原点,图像上的亮目标为破片目标,列出所采集破片目标的图像坐标(ui,vi),其中,i=(1,2,...,n),n为破片数量;

步骤3、确定第i枚目标破片经过激光探测光幕(6)与面阵CCD靶(2)光学系统视场中心的夹角为αi表达式;

步骤4、确定第i枚目标破片经过激光探测光幕(6)时的高度hi;

步骤5、确定第i个目标破片经过激光探测光幕(6)时与光敏二极管阵列(5)的垂直距离si;

步骤6、根据光敏二极管编码阵列(5)接收过靶信号的光敏二极管编码号确定第i个光敏二极管与激光探测靶面中心线的角度δi;

步骤7、以光敏二极管编码阵列(5)中心为原点建立空间位置坐标系,线激光器(4)光学中心和面阵CCD靶(2)的视场中心线的垂直距离为d,光敏二极管编码阵列(5)的长度为L,则第i个目标破片经过探测区域的空间位置(xi,yi,zi)的计算结果为;

2.根据权利要求1所述的面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述主体框架(1)包括水平面设置的第一框架(10)和垂直面的第二框架(11),所述第二框架(11)设置在所述第一框架(10)一侧顶部,所述第二框架(11)的两侧均通过倾斜设置的连接杆(12)与所述第一框架(10)的两个侧壁连接,所述第一框架(10)、第二框架(11)和连接杆(12)构成直角三角形状,所述第一框架(10)中间设置有固定横杆(8);所述光敏二极管编码阵列(5)设置在所述第二框架(11)的顶部中间,所述线激光器(4)设置在所述第一框架(10)远离所述第二框架(11)的一侧中间,所述面阵CCD靶(2)设置在所述固定横杆(8)顶部中心。

3.根据权利要求2所述的面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述第二框架(11)包括垂直设置的第一柱体(22)、第三柱体(24)及连接所述第一柱体(22)和第三柱体(24)顶端的第二柱体(23),所述第二柱体(23)内设置有光电探测单元,所述光电探测单元包括由内到外依次布置的自适应电路板(25)、狭缝(26)和光学透镜(27);

所述光敏二极管编码阵列(5)安装在自适应电路板(25)上并朝向激光光幕(6)方向,所述光学透镜(27)配置为吸收激光能量并将激光能量汇聚到所述光敏二极管编码阵列(5)上,整个过程通过自适应电路板(25)控制。

4.根据权利要求1所述的面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述线激光器(4)发射激光的波长为650nm,所述线激光器(4)发射扇形激光光束的发射角为90°,与面阵CCD靶(2)的探测视场相交汇形成探测区域。

5.根据权利要求1所述的面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述面阵CCD靶(2)包括壳体(34)及设置在所述壳体(34)上表面的光学镜头(28),所述壳体(34)内设置有电气盒,所述电气盒内部设置有面阵CCD相机(30)、电源(31)、信号采集单元(32)和图像处理单元(33);所述面阵CCD相机(30)位于光学镜头(28)的垂直下方,配置为采集飞行目标的图像序列,在所述面阵CCD相机(30)朝向光学镜头(28)的一侧设有依次设置有感光面(37)和调焦平面(35);所述电源(31)配置为线激光器(4)、信号采集单元(32)、图像处理单元(33)供电;信号采集单元(32)与光敏二极管编码阵列(5)连接、配置为采集破片目标经过激光探测光幕(6)的信号波形,并传输到上位机(3),图像处理单元(33)配置为对光学镜头(28)采集并由面阵CCD相机(30)获取的图像序列信息进行预处理;所述壳体(34)两侧设置有第一固定块(14),所述第一固定块(14)通过第一螺钉(13)固定在所述固定横杆(8)中间,所述壳体(34)顶部设置有调平水泡(29)。

6.根据权利要求5所述的面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述电气盒中还设有电机(36),所述电机(36)的输出轴与所述调焦平面(35)相连接。

7.根据权利要求1所述的面阵CCD成像和光电编码组合的破片群测试方法,其特征在于,所述主体框架(1)的四个角处设有四个底角(15),所述底角(15)通过螺柱(16)与第一框架(10)四个角相连接,所述螺柱(16)上设有旋钮(17),所述旋钮(17)配置为通过调节螺柱(16)与底角(15)之间的位置,从而调节主体框架(1)的高低。