图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置及测量方法，涉及高低角测量装置和方法技术领域。所述装置包括安装基板，所述基座上设置有弧形轨道，所述弧形轨道上设置有驱动电机，所述驱动电机的动力输出端位于所述轨道上，所述驱动电机的外壳上固定有连接板，所述连接板的中间设置有一个摄像模块，所述摄像模块的图像采集面朝向所述火炮身管，第一激光测距模块和第二激光测距模块位于所述摄像模块左右两侧的连接板上。所述装置将激光测距与摄像模块图像采集相结合，克服了图像测量精度不高、激光测量难以对准的问题，实现了火炮身管高低角的快速、准确测量；采用间接测量，不受火炮身管运动的影响。

High and Low Angle Measuring Device and Measuring Method of Artillery Barrel Combining Image and Laser

【技术实现步骤摘要】
图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置及测量方法
本专利技术涉及火炮身管高低角测量装置
，尤其涉及一种图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置及测量方法。
技术介绍
火炮身管与火炮基座之间的夹角为火炮身管高低角。现有技术中一般采用图像处理方法、激光测量方法或GPS方法获得火炮身管的高低角，但是无论是采用图像处理方法、激光测量方法或GPS方法都存在测量精度低的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种测量精度高的图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：包括安装基板，所述基板固定在被测量火炮身管下侧的底座上，且所述安装基板与被测量的火炮底座相平行，所述基座上设置有弧形轨道，所述弧形轨道上设置有驱动电机，所述驱动电机的动力输出端位于所述轨道上，所述驱动电机的外壳上固定有连接板，所述连接板的中间设置有一个摄像模块，所述摄像模块的图像采集面朝向所述火炮身管，第一激光测距模块和第二激光测距模块位于所述摄像模块左右两侧的连接板上，且所述第一激光测距模块和第二激光测距模块的测距探头朝向所述火炮身管，控制模块固定在所述连接板上，所述第一激光测距模块、第二激光测距模块以及摄像模块的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接，所述驱动电机的控制输入端与所述控制模块的控制输出端连接，所述控制模块根据所述摄像模块采集的图像控制所述驱动电机驱动所述连接板至所述火炮身管的下方，然后根据第一激光测距模块测量的距离信息、第二激光测距模块测量的距离信息以及第一激光测距模块与第二激光测距模块的距离计算出所述火炮身管的高低角。进一步的技术方案在于：所述弧形轨道所对应的圆的圆心与所述火炮身管运动的圆心相重合。进一步的技术方案在于：所述第一激光测距模块的中心、第二激光测距模块的中心与摄像模块的中心在同一条直线上，且经过上述中心的直线的延长线经过所述火炮身管运动的圆心。进一步的技术方案在于：所述连接板左右方向延伸的中心线的延长线经过所述火炮身管运动的圆心，所述第一激光测距模块左右方向的中心线、第二激光测距模块左右方向的中心线以及摄像模块左右方向的中心线在同一条直线上，且经过上述中心的直线的延长线经过所述火炮身管运动的圆心。进一步的技术方案在于：所述测量装置还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述控制模块的双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据。进一步的技术方案在于：所述测量装置还包括无线数据传输模块，所述无线数据传输模块与所述控制模块双向连接，用于上传和下传数据。本专利技术还公开了一种高低角测量方法，其特征在于包括如下步骤：控制模块控制摄像模块以及驱动电机工作，摄像模块对其视场内的物体进行拍照，并将拍摄的图像传输到所述控制模块进行处理，控制模块根据图像处理后的结果控制所述驱动电机工作，驱动电机驱动所述连接板沿轨道运动，使连接板上的所述第一激光测距模块和第二激光测距模块位于所述火炮身管的正下方；控制模块控制所述第一激光测距模块和第二激光测距模块工作，第一激光测距模块和第二激光测距模块将测量到的距离火炮身管的距离信息发送给所述控制模块进行处理，其中所述第一激光测距模块到所述火炮身管的距离为，所述第二激光测距模块到所述火炮身管的距离为；第一激光测距模块与第二激光测距模块之间的距离为，根据如下公式计算火炮身管的高低角：；当火炮身管的位置改变后，重复以上步骤完成所述高低角的测量。进一步的技术方案在于：当所述驱动电机驱动所述连接板沿轨道运动的过程中采用步进式驱动，每步进一步控制模块控制摄像模块采集一次图像，然后控制模块对采集的图像进行实时处理，处理的过程中有如下两种情况：第一种：在图像处理的过程中，直到轨道一端的终点都没有发现所述摄像模块采集的图像中有火炮身管图像，此时控制所述驱动电机向轨道另一端的终点进行行进，当控制模块判断出所述摄像模块采集的图像中具有火炮身管图像时，控制所述驱动电机驱动摄像模块在具有火炮身管图像的轨道上来回调整位置，直到所述火炮身管图像位于所述摄像模块视场的中间为止；第二种：在图像处理的过程中，当控制模块判断出所述摄像模块采集的图像中具有火炮身管图像时，控制所述驱动电机驱动摄像模块在具有火炮身管图像的轨道上来回调整位置，直到所述火炮身管图像位于所述摄像模块视场的中间为止。进一步的技术方案在于：所述方法还包括将所述基板调至水平的步骤。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述装置将激光测距与摄像模块图像采集相结合，克服了图像测量精度不高、激光测量难以对准的问题，实现了火炮身管高低角的快速、准确测量；提高了测角精度，在基线2m时，测量绝对误差不大于0.5密位；与GPS等方法相比，所述装置准备时间短，速度快，数据更新率高；采用间接测量，不受火炮身管运动的影响；将轨道安装于基板上，降低了射击振动的影响；且所述装置和方法简便易用，造价便宜。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例所述装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例所述装置的电气部分的原理框图；其中：1、安装基板；2、弧形轨道；3、驱动电机；4、连接板；5、摄像模块；6、火炮身管；7、第一激光测距模块；8、第二激光测距模块；9、控制模块。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图1所示，本专利技术实施例公开了一种图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，包括安装基板1，所述基板固定在被测量火炮身管下侧的底座上，且所述安装基板1与被测量的火炮底座相平行，所述基座上设置有弧形轨道2，所述弧形轨道2上设置有驱动电机3，所述驱动电机3的动力输出端位于所述轨道上，驱动电机在其动力输出端的作用下能够沿所述轨道运行；所述驱动电机3的外壳上固定有连接板4，所述连接板4的中间设置有一个摄像模块5，所述摄像模块5的图像采集面朝向所述火炮身管6，所述摄像模块的作用主要是用于采集火炮身管6的图像。第一激光测距模块7和第二激光测距模块8位于所述摄像模块5左右两侧的连接板4上，且所述第一激光测距模块7和第二激光测距模块8的测距探头朝向所述火炮身管6；控制模块9固定在所述连接板4上，所述第一激光测距模块7、第二激光测距模块8以及摄像模块5的信号输出端与所述控制模块9的信号输入端连接，所述驱动电机3的控制输入端与所述控制模块9的控制输出端连接；所述控制模块9根据所述摄像模块5采集的图像控制所述驱动电机3驱动所述连接板4至所述火炮身管6的下方，然后根据第一激光测距模块7测量的距离信息、第二激光测距模块测量8的距离信息以及第一激光测距模块7与第二激光测距模块8的距离计算出所述火炮身管6的高低角。进一步的，所述弧形轨道2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：包括安装基板（1），所述基板固定在被测量火炮身管下侧的底座上，且所述安装基板（1）与被测量的火炮底座相平行，所述基座上设置有弧形轨道（2），所述弧形轨道（2）上设置有驱动电机（3），所述驱动电机（3）的动力输出端位于所述轨道上，所述驱动电机（3）的外壳上固定有连接板（4），所述连接板（4）的中间设置有一个摄像模块（5），所述摄像模块（5）的图像采集面朝向所述火炮身管（6），第一激光测距模块（7）和第二激光测距模块（8）位于所述摄像模块（5）左右两侧的连接板（4）上，且所述第一激光测距模块（7）和第二激光测距模块（8）的测距探头朝向所述火炮身管（6），控制模块（9）固定在所述连接板（4）上，所述第一激光测距模块（7）、第二激光测距模块（8）以及摄像模块（5）的信号输出端与所述控制模块（9）的信号输入端连接，所述驱动电机（3）的控制输入端与所述控制模块（9）的控制输出端连接，所述控制模块（9）根据所述摄像模块（5）采集的图像控制所述驱动电机（3）驱动所述连接板（4）至所述火炮身管（6）的下方，然后根据第一激光测距模块（7）测量的距离信息、第二激光测距模块测量（8）的距离信息以及第一激光测距模块（7）与第二激光测距模块（8）的距离计算出所述火炮身管（6）的高低角。...

【技术特征摘要】
1.一种图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：包括安装基板（1），所述基板固定在被测量火炮身管下侧的底座上，且所述安装基板（1）与被测量的火炮底座相平行，所述基座上设置有弧形轨道（2），所述弧形轨道（2）上设置有驱动电机（3），所述驱动电机（3）的动力输出端位于所述轨道上，所述驱动电机（3）的外壳上固定有连接板（4），所述连接板（4）的中间设置有一个摄像模块（5），所述摄像模块（5）的图像采集面朝向所述火炮身管（6），第一激光测距模块（7）和第二激光测距模块（8）位于所述摄像模块（5）左右两侧的连接板（4）上，且所述第一激光测距模块（7）和第二激光测距模块（8）的测距探头朝向所述火炮身管（6），控制模块（9）固定在所述连接板（4）上，所述第一激光测距模块（7）、第二激光测距模块（8）以及摄像模块（5）的信号输出端与所述控制模块（9）的信号输入端连接，所述驱动电机（3）的控制输入端与所述控制模块（9）的控制输出端连接，所述控制模块（9）根据所述摄像模块（5）采集的图像控制所述驱动电机（3）驱动所述连接板（4）至所述火炮身管（6）的下方，然后根据第一激光测距模块（7）测量的距离信息、第二激光测距模块测量（8）的距离信息以及第一激光测距模块（7）与第二激光测距模块（8）的距离计算出所述火炮身管（6）的高低角。2.如权利要求1所述的图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：所述弧形轨道（2）所对应的圆的圆心与所述火炮身管（6）运动的圆心相重合。3.如权利要求1所述的图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：所述第一激光测距模块（7）的中心、第二激光测距模块（8）的中心与摄像模块（5）的中心在同一条直线上，且经过上述中心的直线的延长线经过所述火炮身管（6）运动的圆心。4.如权利要求1所述的图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：所述连接板（4）左右方向延伸的中心线的延长线经过所述火炮身管（6）运动的圆心，所述第一激光测距模块（7）左右方向的中心线、第二激光测距模块（8）左右方向的中心线以及摄像模块（5）左右方向的中心线在同一条直线上，且经过上述中心的直线的延长线经过所述火炮身管（6）运动的圆心。5.如权利要求1所述的图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置，其特征在于：所述测量装置还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述控制模块的双向连接，用于输入控制命令并显示输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段修生，单甘霖，高庆，苏建东，曹健，肖晶，贾思贤，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13