一种姿态稳定跟踪平台动态指向误差的测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114136343A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111466334.4(22)申请日2021.12.03(71)申请人中国人民解放军63660部队地址471000河南省洛阳市086信箱F11分箱(72)发明人李勇葛一雷刘凯郭凯吴琛闫伟叶虎张永栋徐敏杰(74)专利代理机构中国兵器工业集团公司专利中心11011代理人王智红(51)Int.Cl.G01C25/00(2006.01)G01C11/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种姿态稳定跟踪平台动态指向误差的测量方法(57)摘要本发明属于精度测量技术领域，提供一种姿态稳定跟踪平台动态指向精度的测量方法。使用六自由度平台模拟姿态稳定跟踪平台工作载体的运动特性，通过设置三个位置方向和三个角度的运动幅度A、频率f、相位差б等参数模拟姿态稳定跟踪平台工作场景；将姿态稳定平台安装于六自由度平台，在六自由度平台运动过程中，指向目标；将相机安装于姿态稳定平台工作台面，通过分析、计算目标在相机拍摄图像中的偏移像素得到姿态稳定平台动态指向误差。本方法操作简单、测量精度高，可用于不同载体姿态稳定跟踪平台的研发测试及验收测试。CN114136343ACN114136343A权利要求书1/1页1.一种姿态稳定跟踪平台动态指向误差的测量方法，其特征在于，实现过程包括如下步骤：S1、根据载体的运动特性选择合适的六自由平台，六自由度平台的运动幅度A、频率f、相位差б指标参数需大于载体的运动特性参数，同时能够将姿态稳定平台固定安装于六自由度平台上，并确保安装后姿态稳定跟踪平台与六自由度平台各自运动互不干扰；S2、根据载体的运动特性频率选择合适的相机，相机的帧频需大于等于载体运动特性频率f，确保载体在运动过程中，相机可实时采集到图像；相机与姿态稳定平面工作台面为刚性连接，且指向一致；S3、将相机安装于姿态稳定跟踪平台工作台面；S4、在相机视场内设置十字靶标，记录其中心位置坐标；S5、将S4中记录的位置坐标作为姿态稳定跟踪平台指向参数，控制姿态稳定跟踪平台处于跟踪模式；S6、设定六自由平台工作参数和相机帧频并连续拍照；S7、运行六自由度平台，工作时间不少于1/f，保证可测量载体一个运动周期内的姿态稳定平台动态指向误差；S8、提取相机拍摄图像中十字靶标中心点坐标，将六自由平台运行前的十字靶标中心点坐标作为标准点，通过与标准点作比较，得到姿态稳定跟踪平台运动过程中的动态指向精度。2.根据权利要求1所述的一种姿态稳定跟踪平台动态指向误差的测量方法，其特征在于，所述步骤S4中，获得十字靶标中心位置经纬高坐标，只需保证十字靶标中心在相机视场内。3.根据权利要求1所述的一种姿态稳定跟踪平台动态指向误差的测量方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据姿态稳定跟踪平台载体的运动特性设定六自由度平台的参数，以保证尽可能模拟姿态稳定跟踪平台工作场景，测量其实际工作时动态指向误差。2CN114136343A说明书1/4页一种姿态稳定跟踪平台动态指向误差的测量方法技术领域[0001]本发明属于精度测量技术领域，尤其涉及一种空间角度误差动态测量方法。背景技术[0002]姿态稳定跟踪平台可以隔离载体(战车、导弹、飞机、舰船、飞艇)的位姿变化，对目标进行自动跟踪，因此被广泛应用于坦克炮塔稳瞄、舰船炮塔稳瞄、无人机光电吊舱、空空导弹导引头、民用的航拍摄影防抖、移动平台天线跟踪等领域。[0003]姿态稳定跟踪平台由惯性测量装置、计算机和转动装置组成，惯性测量装置用于测量载体的运动参数，转动装置可实现方位和俯仰变化，两者固定在一起，可认定两者具有同样的姿态。计算机根据载体的运动参数和目标对象的位置信息进行对比及分析处理，控制转动装置，使其指向目标对象。姿态稳定跟踪平台集惯性导航技术、微惯性传感器技术、数据采集及信号处理技术、精密机械设计技术、精密机构运动学、动力学建模和仿真技术、开放式运动控制技术、电机伺服控制技术和系统技术等多项技术于一身，是以机电一体化、自动控制技术为主，多个学科有机结合的产物。因此，姿态稳定跟踪平台指向误差受多个因素影响，最主要的包括平台系统误差(机械结构误差、机械谐振和干扰力矩引起的误差、传感器误差和测量误差)、安装误差和载体姿态扰动引起的误差，各种误差综合表现为设备的指向角度误差，为一种空间角度误差。[0004]目前关于指向误差的测量方法研究较多，其中摄像测量技术具有测量精度高、操作方便简单、受外界环境影响小、检测速度快等优点。利用相机记录被试品转动前后的图像，经分析计算可得到被试品静态指向误差(光电火控系统指向精度CCD非接触测量方法研究,计算机测量与控制,2021.20；数字摄影测量