- •Принципы построения оптико-электронных систем измерения параметров пространственной ориентации перемещаемых объектов
- •Выбор и обоснование элементов структурной схемы исследуемых систем
- •Структура исследуемой системы
- •Обобщенная схема оэс построенной по методу угловой засечки.
- •Обобщенная схема оэс построенной по методу «обратной угловой засечки».
- •Метод анализа вариантов оэс
- •Анализ чувствительности оэс. Принцип раздельного рассмотрения
- •Чувствительность к линейным смещениям контролируемого объекта в Плоскости перемещения
- •Чувствительность к линейным смещениям контролируемого объекта по оптической оси иоэп (измерение расстояния)
- •Чувствительность к поворотам контролируемого объекта.
- •Расположение визирных целей при построении оэс измерения пространственного положения объекта
- •Особенность измерения угловых координат в оэс второго типа
- •Выводы по материалам главы
- •Основные габаритные соотношения
- •Оценка величины первичной погрешности измерения координат изображений на чувствительной площадке матриц
- •Оценка величины первичной погрешности – отклонения величины базы от номинального значения
- •Расчет частичных погрешностей измерения /24/
- •Оценка погрешности измерения расстояния до контролируемого объекта (координаты по оси визирования oz)
- •Оценка погрешности измерения линейных смещений в плоскости перемещения
- •Оценка погрешности измерения угловых координат оэс «обратной угловой засечки»
- •Оценка погрешности измерения угловых координат оэс «угловой засечки»
- •Резюме по расчету составляющих погрешности измерения
- •Зависимость погрешности измерения координат объекта от погрешности измерения координат изображений визирных целей
- •Резюме по материалам главы
- •Результаты экспериментального исследования макета оэс мт
- •Вариант вертикального смещения фотоприёмного модуля
- •Вариант горизонтального смещения фотоприёмного модуля
- •Вариант двухкоординатного смещения фотоприёмного модуля (по вертикали и по горизонтали)
- •Результаты моделирования в среде MahtLab
- •Исследование влияния температуры
- •Исследование влияния расстояния на погрешность измерения
Обобщенная схема оэс построенной по методу «обратной угловой засечки».
Второй вариант исследуемой ОЭС – «обратной угловой засечки может быть построен по аналогичной обобщенной структурной схеме. В отличие от рассмотренной, используется один ИОЭП - см. рис. 2.4 /65/
В качестве источников излучения в ВЦ также использованы светодиоды. ИОЭП включает корпусной модуль с объективом 4, в фокальной плоскости которого расположена матрица, на чувствительной площадке которой формируется изображение трех ВЦ, установленных в контрольных точках объекта, их координаты на площадке матрицы определяются с помощью измерительного тракта матрица — компьютер. Видеосигналы с матрицы поступают в блок предварительной обработки, состоящий из видео- усилителя 6 и АЦП 7, где осуществляется “привязка” нижнего уровня сигнала и его необходимое усиление с целью согласования верхнего и нижнего уровней видеосигналов с рабочим диапазоном АЦП, а также преобразование аналогового видеосигнала в цифровой код для дальнейшей его обработки в компьютере.
Ввод информации в компьютер осуществляется посредством устройства сопряжения 8, осуществляющей первичную подготовку видео-сигнала и передачу непосредственно в память компьютера 9. Для визуального наблюдения изображения контрольных точек используется вспомогательный монитор 10.При работе ОЭС информация о координатах изображений контрольных точек хранится в памяти компьютера.
|
Рис.2.4. Обобщенная структурная схема ОЭС «обратной угловой засечки» |
В случае смещения и угловых поворотов объекта происходит смещение изображений трех ВЦ на матрице 6. Измерение этих смещений производится трактом матрица - компьютер. Далее, по известным параметрам измерительной системы: фокусному расстоянию приемного объектива и известному взаимному расположению ВЦ на контролируемом объекте программа обработки результатов определяет линейное и угловое положение объекта.
Угловое поле принимающего ИОЭП в вертикальной и горизонтальной плоскости определяется размером Ax, Ay чувствительной площадки матрицы используемой в ОЭС МТ и фокусным расстоянием приемного объектива в соответствии с выражением (2.1).
Величина углового поля ИОЭП находится аналогично выражениям (2.2),(2.3), см.рис. 2.5.
|
Рис. 2.5. Определение углового поля ОЭС «обратной угловой засечки» |
(2.4)
(2.5)
где –Xm, Ym – диапазоны измерения линейных смещений в Плоскости перемещения объекта (см.рис 2.5).
Метод анализа вариантов оэс
Рассмотренные два варианта структурной схемы ОЭС различны по конструктивной сложности (более сложен первый вариант — система построенная по методу угловой засечки) и трудоемкости алгоритмов определения параметров ориентации контролируемого объекта (большая трудоемкость у вычислительных алгоритмов второго варианта схемы — метод обратной угловой засечки).
Оперативная и достоверная оценка преимуществ и недостатков каждого из вариантов может быть получена в результате сравнения аналитических зависимостей, описывающих их параметры и исследования их компьютерных имитационных моделей. Рассмотрим основные зависимости, определяющие чувствительность
