火箭起飞实时漂移量主动测量方法和系统.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CN113865429A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202110820352.1(22)申请日2021.07.20(71)申请人中国人民解放军63921部队地址100094北京市海淀区北清路26号院申请人中国科学院西安光学精密机械研究所(72)发明人高昕李治国师恒李希宇雷呈强胡蕾宗永红郑东昊(74)专利代理机构深圳鼎合诚知识产权代理有限公司44281代理人白雪瑾彭家恩(51)Int.Cl.F41F3/04(2006.01)F41G7/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称火箭起飞实时漂移量主动测量方法和系统(57)摘要一种火箭起飞实时漂移量主动测量方法和系统，在火箭发射过程中，二维精密转台带动单线激光雷达持续高精度跟踪扫描火箭的目标点位置，获取目标点位置对应的激光点云数据。数据处理系统接收激光点云数据，拟合每一帧数据的椭圆曲线及椭圆曲线的中心点，以火箭静止时椭圆中心点位置为基准位置，计算每一帧数据的中心点位置与基准位置的相对差值，确定火箭在起飞阶段的实时漂移量。本发明在火箭发射有环境干扰条件下，实时漂移量测量精度优于5cm，是目前火箭漂移量测量中精度最高的测量方法和系统，同时可保证数据的实时性，为火箭发射的安控台提供了实时判别数据，保证了发射过程安全。CN113865429ACN113865429A权利要求书1/2页1.一种火箭起飞实时漂移量主动测量系统，其特征在于，包括：单线扫描激光雷达，用于发射单线激光扫描火箭的目标点位置，获取扫描所述目标点位置对应的激光点云数据并输出所述激光点云数据；二维精密转台，所述单线扫描激光雷达通过安装台安装在所述二维精密转台上，所述二维精密转台用于在火箭起飞阶段持续跟踪火箭，使得单线激光在火箭起飞阶段持续跟踪扫描火箭的目标点位置；其中，在火箭起飞前，调整安装台的俯仰角，使得所述单线激光在火箭起飞阶段持续扫描火箭的目标点位置；调整所述安装台的水平角，使得所述火箭在火箭起飞阶段处于所述单线扫描激光雷达的水平方向视场内；连接于单线扫描激光雷达的数据处理系统，用于接收激光点云数据，并根据激光点云数据拟合每一帧扫描数据的椭圆曲线及椭圆曲线的中心点；以火箭静止时椭圆曲线的中心点为基准位置，计算每一帧扫描数据对应的椭圆曲线的中心点位置与基准位置的相对差值，确定火箭在起飞阶段的实时漂移量；其中，所述数据处理系统接收的激光点云数据为二维精密转台在火箭起飞阶段跟踪火箭时，单线扫描激光雷达所获取的激光点云数据。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：连接于单线扫描激光雷达和数据处理系统之间的数据传输模块，用于将所述单线扫描激光雷达输出的激光点云数据传输至数据处理系统。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：连接于所述二维精密转台的控制器，用于控制所述二维精密转台调整其俯仰角和水平角，实现对火箭的高精度跟踪。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据激光点云数据拟合每一帧扫描数据的椭圆曲线及椭圆曲线的中心点，包括：解析所述激光点云数据的坐标数据；根据所述激光点云数据的坐标数据，通过最小二乘法拟合每一帧扫描数据的椭圆曲线的曲线函数；根据所述椭圆曲线的曲线函数，确定椭圆曲线的中心点的坐标数据。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理系统还用于：获取在火箭起飞前所述目标点位置对应的初始激光点云数据；根据所述初始激光点云数据，拟合初始椭圆曲线并确定初始椭圆曲线的中心点，得到基准位置。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：减振平台，所述二维精密转台安装于所述减振平台上。7.一种火箭起飞实时漂移量主动测量方法，其特征在于，包括：接收单线扫描激光雷达发送的激光点云数据，并根据激光点云数据拟合每一帧扫描数据的椭圆曲线及椭圆曲线的中心点；根据火箭起飞阶段每一帧数据的中心点位置与基准位置的相对差值，确定火箭在起飞阶段的实时漂移量；其中，基准位置为火箭静止时椭圆曲线的中心点；其中，单线扫描激光雷达用于发射单线激光扫描火箭的目标点位置，获取扫描所述目2CN113865429A权利要求书2/2页标点位置对应的激光点云数据并输出所述激光点云数据；所述单线扫描激光雷达通过安装台安装在二维精密转台上，所述二维精密转台用于在火箭起飞阶段持续跟踪火箭，使得单线激光在火箭起飞阶段持续跟踪扫描火箭的目标点位置；其中，在火箭起飞前，调整安装台的俯仰角，使得所述单线激光在火箭起飞阶段持续扫描火箭的目标点位置；调整安装台的水平角，使得火箭在火箭起飞阶段处于所述单线扫描激光雷达的水平方向视场内。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据激光点云数据拟合每一帧扫描数据的椭圆曲线及椭圆曲线的中