一种基于图像的高精度筒弹角测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于图像的高精度筒弹角测量装置，该装置的在弹体末端的锁弹器上安装有末端基准引出装置，改装置用于将装配导向钮后的两个弹体上不可测量的基准引出；弹筒基准引出装置安装在弹筒前端的双螺旋导轨的端面上，并通过弹筒基准引出装置上安装的双销钉靠紧在双螺旋导轨的内侧面上，从而将弹筒内不可见的弹筒基准引出；单个CCD通过变焦镜头依次对焦在弹筒基准引出装置上和末端基准引出装置上以获取大、小摄影测量码盘图像。通过提取大、小摄影测量码盘上的编码线识别角度并提取点角点坐标，经过消畸变等处理后，通过最佳拟合的方法求出角点靶标旋转前后旋转矩阵即可精确求出导弹定向导航器件初始角。

A high precision drum angle measuring device based on image

The invention provides a high precision barrel angle measuring device based on the image, which is installed on the end of the projectile with a terminal reference elicited device, which is converted to the non measurable reference drawing on the two projectiles after the assembly guide button, and the cartridge reference leads to a double spiral guide mounted on the front of the cartridge. On the end face, the double pin is mounted on the inner surface of the double spiral guide rail through the cartridge reference extraction device, and the unvisible cartridge datum in the cartridge is drawn out, and the single CCD through the zoom lens is in turn on the cartridge reference eliction device and the end reference elicited and installed to obtain large and small photogrammetry code plates. Image. By extracting the angle of the coding line on the large and small photogrammetry code and extracting the point angle coordinates, after the distortion elimination and so on, the initial angle of the missile directional navigation device can be accurately obtained by the best fitting method to find the rotation matrix of the rotation of the angle point target.

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像的高精度筒弹角测量装置所属
本专利技术是一种基于图像的高精度筒弹角测量装置，属于武器装备生产中几何量检测领域，可直接测量弹体在带有螺旋线轨道的发射筒内沿螺纹轨道旋转的角度。
技术介绍
带螺旋线的弹体发射轨道需要长期放置后才可使用，这要求惯导组件具有极低的零偏率。受零偏因素的影响，长期放置的光纤陀螺类定向导航器件的精度并不尽人意。在武器出厂前，从系统的角度出发，在定向导航器件精度一定的条件下，通过合理的建立加速度计和陀螺仪的误差模型，设计有效的滤波器，使定向导航器件的各项误差得到精确的辨识，并在导航过程中加以补偿以减少零偏的影响。此方法经验证，是一种能够有效提高惯导系统导航精度的方法。武器出厂后，对每一个即将发射的导弹，通过测出弹体在发射筒内旋转的角度作为定向导航器件初始角，将测出的初始角与出厂前标定的旋转角比对，将比较的差值作为补偿值对长期放置的导弹的导航器件进行零偏补偿，现有的一些武器便采用此方案。带螺旋线轨道发射筒的弹体发射时先由发射筒内部的导向螺纹进行引导，，点火后弹体如果能够沿筒体内螺纹滑轨所旋转的角度进行精确标定，该值将作为弹体导航器件(光纤陀螺仪)的初值对发射后弹体导航器件的零漂进行自动补偿，从而确保弹体脱离发射筒后的导航精度。因此筒体内螺纹滑轨所旋转角度标定的准确与否直接关系到弹体的航行及命中精度。每一枚弹体在装配后都要对该角度进行精确测量并记录到弹体中。弹体在经过远途运输或长期放置后，该值能否保持稳定，这是亟需解决的问题。因此在弹体靶场及弹体后期维护期间均需要一套导航器件的现场快速标定系统来对定向导航器件初始角进行快速检测。目前并没有可行的技术方案或设备实现快速精确测量导航器件初始角即弹体在筒体内沿螺纹轨道所旋转的角度这一功能。。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为解决快速精确测量导航器件初始角的问题，本专利技术提出了一种基于图像的高精度筒弹角测量装置。本专利技术的技术方案是：一种基于图像的高精度筒弹角测量装置，其特征在于：通过在弹体末端的锁弹器上安装末端基准引出装置，将装配后弹体上的不可测量的导向钮的基准引出；弹筒基准引出装置通过其上的双销钉安装在弹筒前端的双螺旋导轨的内侧面上，从而将弹筒内不可见的弹筒基准引出；单目CCD通过变焦镜头依次对焦在末端基准引出装置及弹筒基准引出装置上，通过提取大、小测量码盘上的编码线识别角度，提取角点坐标并进行消畸变等处理，通过最佳拟合的方法求出角点靶标旋转前后旋转矩阵，通过旋转矩阵即可精确求出导弹定向导航器件初始角。末端基准引出装置上设有定位销孔及安装的小摄影测量码盘，末端基准引出装置通过与末端锁弹器上引出销配合安装在锁弹器上；弹体上的两个导向钮连线与末端锁弹器上引出销的中心线的夹角采用三坐标测出后，采用摄影测量方法获得末端基准引出装置的角度位置，即获得弹体上的两个导向钮的角度，将两个弹体上的在导向钮装配后不可测量的基准引出。弹筒基准引出装置包括大摄影测量码盘、大摄影测量码盘安装架、弹筒基准引出盘、弹筒基准引出销、大摄影测量码盘和小摄影测量码盘对齐用销；弹筒基准引出盘上设有突出法兰式定位基准面，与双螺旋导轨的端面接触，配合弹筒基准引出装置上安装的双销钉靠紧在双螺旋导轨的内侧面上，大摄影测量码盘与弹筒基准引出销角度位置固定；大摄影测量码盘和小摄影测量码盘安装在弹筒上零刻线的夹角为弹筒内双螺旋导轨的旋转角度。通过摄影测量法获得大摄影测量码盘和小摄影测量码盘安装后相对角度；通过定位销孔将末端基准引出装置安装到弹筒基准引出盘端面上，大摄影测量码盘和小摄影测量码盘通过弹筒两端的对齐销钉进行定位；利用摄影测量法确定大摄影测量码盘和小摄影码盘的初始位置，大摄影测量码盘和小摄影测量码盘对齐用销的圆心连线与弹筒基准引出装置上安装双销钉的中心连线之间的夹角通过三坐标测量机测得，则该角即为大摄影测量码盘与小摄影测量码盘初始角的位置关系。本专利技术的优点是：本专利技术提出了一种基于图像的高精度筒弹角测量装置，解决了快速精确测量导航器件初始角的问题。末端基准引出装置安装在弹体的锁弹器上将不可测的弹体上导向钮基准通过小摄影测量编码盘转变成可测的摄影测量系统基准。弹筒基准引出装置将弹筒内不可见的弹筒基准引出，通过提取大、小摄影测量码盘的靶标点数据实现导弹定向导航器件初始角测量，该方法具有测量时间短、非接触、环境适应能力强等优点，解决了导弹定向导航器件初始角的测量问题。附图说明图1是本专利技术的工作效果图。图2是本专利技术的末端基准引出装置结构图。图3是本专利技术的弹筒基准引出装置结构图。图4是本专利技术的大小型摄影测量码盘对齐结构图。具体实施方式以下结合附图和实施实例对本专利技术进一步说明：该装置的末端基准引出装置安装在弹体的锁弹器上，锁弹器固定安装到弹体的尾部。由于加工及装配会带来误差，弹体尾部两侧的导向钮与锁弹器上两个定位销中心线的夹角会偏离设计值，为解决该问题，可采用三坐标测量机测量出每发弹的夹角，引入的偏移角α1通过测量锁弹器上尾部的定位销位置可以确定弹体导向钮位置，弹体导向钮引出工装上配有销孔，小摄影测量编码盘安装在导向钮基准引出工装上，安装完成后小摄影测量码盘的零位线与销孔圆心连线的角度则固定，最终将弹体上不可测的导向钮基准通过小摄影测量编码盘转变成可测的摄影测量系统的基准。弹筒基准引出装置安装在筒体的出口端并与螺纹滑轨直接接触，因为滑轨出口处的位置基准难以直接测量，为此将弹筒基准的引出装置导向钮设计为距离偏移导轨出口定位面一固定值H，由此引入系统角α4。大摄影测量码盘与弹筒基准的引出装置固定连接后组成弹筒基准引出装置，安装完成后导向钮与大摄影测量码盘上的零位角度则固定，因此通过弹筒基准引出装置上的大摄影测量码盘可将弹筒内不可见的弹筒基准引出。由于加工及装配误差，大摄影测量码盘安装后零刻度线与两个导向钮的中心线很难完全重合，由此引入一个偏移角，由于零刻线喷绘在摄影测量板上，导向钮是立体圆柱，故采用光学三坐标亦难精确测量该偏移角。同样由于加工及装配误差，很难将末端基准引出装置上的小编码盘零刻度线与两个安装定位孔的中心线严格对准，由此引入另一个偏移角，该角度同样难以精确测量。本专利技术采用如下方法解决该难题，在导向钮主体的前端面上径向设计两个直径销孔并安装定位销钉，将小摄影安装板通过定位销孔安装到导向钮主体的端面上，之后利用摄影测量法测出大、小摄影码盘初始位置的角度α2，端面上的定位销圆心连线与柱面上的导向钮的中心连线的夹角α3利用三坐标测得，则可确定大摄影测量码盘与小摄影测量码盘初始角的关系。大、小摄影测量码盘的位置关系确定后可获得大、小摄影测量码盘相对旋转角度。大编码盘导向钮中心距定位面高差H会使所测量的导弹定向导航器件初始角与实际的初始角存在一个偏移角，若筒体的导程为L，则由此引入的偏移角可表示为α4＝H/L·360，则总偏移角α计算如下：偏移角:α6＝α5+α3-α2总偏移角:α＝α6+α4-α1α1：弹体导向钮与锁弹器定位销中心线的夹角α2：初始零位确定时大摄影码盘与小摄影测量码盘初始零位线的夹角α3：端面上的定位销圆心连线与柱面上的导向钮的中心连线的夹角α4：大编码盘导向钮中心距定位面高差引入的偏移角α5：实际测量时大摄影码盘与小摄影测量码盘初始零位线的夹角α6：导向钮安装主体前端面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像的高精度筒弹角测量装置，其特征在于：通过在弹体末端的锁弹器上安装末端基准引出装置，将装配后弹体上的不可测量的导向钮的基准引出；弹筒基准引出装置通过其上的双销钉安装在弹筒前端的双螺旋导轨的内侧面上，从而将弹筒内不可见的弹筒基准引出；单目CCD通过变焦镜头依次对焦在末端基准引出装置及弹筒基准引出装置上，通过提取大、小测量码盘上的编码线识别角度，提取角点坐标并进行消畸变等处理，通过最佳拟合的方法求出角点靶标旋转前后旋转矩阵，通过旋转矩阵即可精确求出导弹定向导航器件初始角。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像的高精度筒弹角测量装置，其特征在于：通过在弹体末端的锁弹器上安装末端基准引出装置，将装配后弹体上的不可测量的导向钮的基准引出；弹筒基准引出装置通过其上的双销钉安装在弹筒前端的双螺旋导轨的内侧面上，从而将弹筒内不可见的弹筒基准引出；单目CCD通过变焦镜头依次对焦在末端基准引出装置及弹筒基准引出装置上，通过提取大、小测量码盘上的编码线识别角度，提取角点坐标并进行消畸变等处理，通过最佳拟合的方法求出角点靶标旋转前后旋转矩阵，通过旋转矩阵即可精确求出导弹定向导航器件初始角。2.根据权利1所述的筒弹角测量装置，其特征在于：末端基准引出装置上设有定位销孔及安装的小摄影测量码盘，末端基准引出装置通过与末端锁弹器上引出销配合安装在锁弹器上；弹体上的两个导向钮连线与末端锁弹器上引出销的中心线的夹角采用三坐标测出后，采用摄影测量方法获得末端基准引出装置的角度位置，即获得弹体上的两个导向钮的角度，将两个弹体上的在导向钮装配后不可测量的基准引出。3.根据权利要求1或2所述的弹筒基准引出装置，其特征在于：包括大摄影测量码盘、大摄影测量码盘安装架、弹筒基准引出盘、弹筒基准引出销、大摄影测量码盘和小摄影测量码盘对齐用销；弹筒基准引出盘上设有突出法兰式定位基准面，与双螺旋导轨的端面接触，配合弹筒基准引出装置上安...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙安斌，马骊群，甘晓川，曹铁泽，王继虎，李洋，高廷，邹志，樊晶晶，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11