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提高车载导弹发射架变形测量精度的方法研究

作　者: 刘兆蓉
导　师: 王志乾
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 机械电子工程
关键词: 变形测量激光光斑亚像素定位重心法曲线拟合
分类号: TJ768.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
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内容摘要

论文以车载导弹作为研究背景,以车载导弹的发射架作为研究目标,设计了一套以CCD为核心的非接触光学测量系统,该变形测量系统主要由激光器、光学成像系统、CCD相机、数据处理电路和控制计算机等组成,能够精确地测量出导弹发射时发射架微小的变形量,为导弹发射提供角度补偿数据,减小导弹的发射角度误差,有效地提高了导弹的发射精度。本文首先介绍了国内外变形测量系统的发展状况,然后介绍了车载导弹变形测量系统的基本原理,并给出了其硬件组成和硬件结构框图,最后根据测量原理搭建实验平台,采集实验数据,并进行软件算法研究。在本系统中,激光光斑的中心定位精度是影响变形测量系统精度的一项重要因素,本文重点进行软件算法的研究,利用目标的成像特性,采用亚像素定位算法对激光光斑中心进行精确定位,来进一步提高变形测量系统的测量精度。论文介绍并分析了目前常用的亚像素定位算法,在已有算法的基础上提出了基于重心的曲线拟合亚像素定位算法,首先对采集到的激光光斑图像利用重心法进行初步定位得到中心位置,然后采用曲线拟合的方法对激光光斑中心位置进行亚像素高精度定位。多次实验结果表明,利用该算法测量出的变形角的标准差均小于15″,有效地提高了变形测量系统的精度;同时该算法只需对采集到的图像数据做少量运算,易于语言描述,有利于工程实现。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题研究背景和研究意义  11-13
  1.2 相关技术介绍  13-17
    1.2.1 非接触测量技术  13
    1.2.2 CCD 技术  13-15
    1.2.3 亚像素定位技术  15-17
  1.3 课题的主要研究内容  17
  1.4 论文安排  17-19
第2章变形测量系统  19-28
  2.1 变形测量系统的原理  19-22
  2.2 变形测量系统的组成  22-27
    2.2.1 激光器  23-24
    2.2.2 光学成像系统  24
    2.2.3 CCD 相机  24-25
    2.2.4 数据处理电路  25-27
  2.3 本章小结  27-28
第3章亚像素定位算法研究  28-38
  3.1 亚像素简介  28-29
  3.2 几种常用的亚像素定位算法  29-31
  3.3 基于重心的曲线拟合算法  31-34
    3.3.1 CCD 光学成像定理  31
    3.3.2 重心法  31-32
    3.3.3 曲线拟合  32
    3.3.4 基于重心的曲线拟合  32-34
  3.4 算法仿真  34-37
    3.4.1 仿真图像的生成  34-35
    3.4.2 仿真结果  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章实验及实验结果  38-52
  4.1 实验平台及数据采集  38-41
  4.2 图像预处理  41-44
    4.2.1 中值滤波  41-42
    4.2.2 二值化处理  42-43
    4.2.3 边缘提取  43-44
  4.3 实验结果  44-49
    4.3.1 重心法处理实验数据  45-47
    4.3.2 重心曲线拟合法处理实验数据  47-49
  4.4 误差分析  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第5章工作总结和展望  52-54
参考文献  54-58
在学期间学术成果情况  58-59
指导教师及作者简介  59-60
致谢  60

提高车载导弹发射架变形测量精度的方法研究

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