火箭偏摆、沉降的测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种火箭偏摆、沉降的测量系统及方法，测量系统包括成像模块、图像采集模块、初始图像处理模块、位移后图像处理模块和显示装置，成像模块用于捕获设置于火箭壳体上的至少一标识符号并将其成像；图像采集模块用于采集成像模块获取的标识符号图像，标识符号图像包括初始图像及位移后图像；初始图像处理模块根据成像模块的像素计算所述初始图像相对于一标定位置的第一坐标值；位移后图像处理模块根据成像模块的像素计算位移后图像相对于标定位置的第二坐标值，并根据第二坐标值相对第一坐标值的变化量计算出火箭的位移量；显示装置用于显示所述位移量。本发明专利技术能够对火箭的棱镜位置状态和瞄准状态进行可视化、智能化的跟踪。

【技术实现步骤摘要】
火箭偏摆、沉降的测量系统及方法
本专利技术涉及火箭测量
，具体地说，是涉及一种火箭偏摆、沉降的测量系统及方法。
技术介绍
新一代运载火箭的地面瞄准系统与目前相比有较大的区别。这主要表现在：(1)采用将瞄准间建设在发射勤务塔上的近距离水平瞄准的方法。(2)箭上采用捷联惯组初始定向方式，即惯组棱镜与箭体刚性固联。箭体随风摆的运动及日照、加注等造成的变形，将1∶1传递给惯组棱镜，使惯组棱镜发生位移或方位扭转。若惯组棱镜偏移量过大，会导致瞄准功能失效。需要地面瞄准系统实时主动跟踪测量棱镜的位移。(3)火箭从液氢加注起，地面瞄准系统要在发射场无人的情况下，从后台实施远程监控，测量惯组棱镜的位移并且控制导轨进行跟踪。对于上述瞄准系统，如何在远控状态下及时直观的获得火箭惯组棱镜位移数据，是实现远控跟踪瞄准的关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，提供一种火箭偏摆、沉降的测量系统，以在远控状态下及时直观的获得火箭惯组棱镜位移数据。为了解决上述技术问题，本专利技术提供地火箭偏摆、沉降的测量系统，包括成像模块、图像采集模块、初始图像处理模块、位移后图像处理模块和显示装置，成像模块用于捕获设置于火箭壳体上的至少一标识符号并将其成像；图像采集模块用于采集所述成像模块获取的标识符号图像，所述标识符号图像包括标识符号位于初始位置时的初始图像及标识符号发生位移后的位移后图像；初始图像处理模块根据所述成像模块的像素计算所述初始图像相对于一标定位置的第一坐标值；位移后图像处理模块根据所述成像模块的像素计算所述位移后图像相对于所述标定位置的第二坐标值，并根据所述第二坐标值相对所述第一坐标值的变化量计算出火箭的位移量；显示装置用于显示所述位移量。上述的火箭偏摆、沉降的测量系统，其中，所述成像模块包括一瞄准仪和一CCD摄像机，所述CCD摄像机设置在所述瞄准仪上，所述瞄准仪的镜头上设置有十字分化线。上述的火箭偏摆、沉降的测量系统，其中，所述初始图像处理模块包括：字符模板建立模块，其根据初始图像与十字分化线的中心位置关系建立所述第一坐标值；十字线标定模块，其用于标定所述十字分化线的中心与所述镜头零点间的关系，以获得所述标定位置的坐标；长度标定模块，其用于标定所述CCD摄像机的像素对应的实际毫米数。上述的火箭偏摆、沉降的测量系统，其中，所述第一坐标值及所述第二坐标值通过矩阵表示。进一步地，本专利技术提供一种火箭偏摆、沉降的测量方法，包括：S100，通过一成像模块捕获设置于火箭壳体上的至少一标识符号并将其成像的步骤；S130，采集所述成像模块获取的标识符号图像步骤，所述标识符号图像包括标识符号位于初始位置时的初始图像及标识符号发生位移后的位移后图像；S200，初始图像处理步骤，根据所述成像模块的像素计算所述初始图像相对于一标定位置的第一坐标值；S300，根据所述成像模块的像素计算所述位移后图像相对于所述标定位置的第二坐标值，并根据所述第二坐标值相对所述第一坐标值的变化量计算出火箭的位移量；以及S400，显示所述位移量步骤。上述的测量方法，其中，在所述S100步骤中，所述成像模块包括一瞄准仪和一CCD摄像机，所述CCD摄像机设置在所述瞄准仪上，所述瞄准仪的镜头上设置有十字分化线。上述的测量方法，其中，在所述S200步骤中，包括字符模板建立步骤S210，根据初始图像创建字符的模板文件，及根据初始图像与十字分化线的中心位置关系建立所述第一坐标值。上述的测量方法，其中，在所述S200步骤中，包括十字线标定步骤S220，用于标定所述十字分化线的中心与所述镜头零点间的关系，以获得所述标定位置的坐标。上述的测量方法，其中，在所述S200步骤中，包括长度标定步骤S230，用于标定所述CCD摄像机的像素对应的实际毫米数。上述的测量方法，其中，在所述长度标定步骤中，包括标定出CCD摄像机在长、宽两个方向每个像素对应的实际毫米数步骤。上述的测量方法，其中，在所述S300步骤中，包括：S310，灰度分割，形态学筛选步骤；S320，根据第i个字符模板找到相似度最高的位移后图像I；S330，判断相似度分数是否高于一第一阈值，若是，进行步骤S340，若不是，进行步骤S350；S340，获取位移后图像I的位置，计算出火箭的位移量Oi；S350，i的值加1，并保存为i；S360，判断i是否≤n，n为标识符号的个数，若是，返回执行步骤S320；若不是，执行步骤S370；S370，判断位移量Oi的个数，若Oi的个数等于1，执行步骤S380；若Oi的个数等于2，执行步骤S390；若Oi的个数大于等于3，执行步骤S3110；S380，判断相似度分数是否小于一第二阈值，若不是，执行步骤S400；若是，执行步骤S3112；S390，判断两个位移量Oi的差值是否在超出一第一设定值或任何一个位移量Oi所对应的相似分数小于一第三阈值，若不是，执行步骤S400；若是，执行步骤S3114；S3110，判断多个位移量Oi相互间的差值是否超出一第二设定值，若不是，执行步骤S400；若是，执行步骤S3116；S3112，剔除该位移量Oi，只显示初始图像；S3114，剔除该两个位移量Oi，只显示初始图像；S3116，删掉偏离多个位移量Oi的平均值最大的位移量Oi，并返回执行步骤S370。上述的测量方法，其中，在所述S400步骤中，当位移量Oi的个数等于1时，显示该一个Oi的值；当位移量Oi的个数大于1时，显示多个Oi的平均值。本专利技术的有益功效在于，通过成像模块及两个图像处理模块的配合使用，两个图像处理模块接收来自成像模块的目标图像，并对图像中的目标进行特征识别，解算出火箭的位移，作为跟踪瞄准的输入判据，而且能够对火箭的棱镜位置状态和瞄准状态进行可视化、智能化的跟踪。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的火箭偏摆、沉降的测量系统的结构框图；图2为一实施例的标识符号的初始图像；图3为一实施例的标识符号的位移后图像；图4为本专利技术的火箭偏摆、沉降的测量方法的原理框图；图5为本专利技术的火箭偏摆、沉降的测量方法的控制流程图。其中，附图标记100-测量系统10-成像模块11-瞄准仪12-CCD摄像机130-图像采集模块20-初始图像处理模块21-字符模板建立模块22-十字线标定模块23-长度标定模块30-位移后图像处理模块31-计算比较模块40-显示装置S100～S400步骤200-被测目标具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。由于新一代的运载火箭的地面瞄准系统与以往运载火箭的瞄准系统有较大的区别，需要在远控状态下及时直观的获得火箭惯组棱镜位移数据，以实现远控跟踪瞄准。本专利技术基于新一代的运载火箭的以下原理：火箭上采用捷联惯组初始定向方式，即火箭的惯组棱镜与火箭的箭体刚性固联，箭体随风摆的运动及日照、加注等造成的变形，将1∶1传递给惯组棱镜，使惯组棱镜发生位移或方位扭转。也就是说火箭的箭体的位置变化即为火箭的惯组棱镜位置变化，基于此，本专利技术于火箭相应高度的壳体表面设置标识符号(如图2中的M、Z、H、B、K字符，当然，此处的M、Z、H、B、K字符本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火箭偏摆、沉降的测量系统，其特征在于，包括：成像模块，用于捕获设置于火箭壳体上的至少一标识符号并将其成像；一图像采集模块，用于采集所述成像模块获取的标识符号图像，所述标识符号图像包括标识符号位于初始位置时的初始图像及标识符号发生位移后的位移后图像；一初始图像处理模块，其根据所述成像模块的像素计算所述初始图像相对于一标定位置的第一坐标值；一位移后图像处理模块，其根据所述成像模块的像素计算所述位移后图像相对于所述标定位置的第二坐标值，并根据所述第二坐标值相对所述第一坐标值的变化量计算出火箭的位移量；以及一显示装置，用于显示所述位移量。

【技术特征摘要】
1.一种火箭偏摆、沉降的测量方法，其特征在于，包括：S100，通过一成像模块捕获设置于火箭壳体上的至少一标识符号并将其成像的步骤；S130，采集所述成像模块获取的标识符号图像步骤，所述标识符号图像包括标识符号位于初始位置时的初始图像及标识符号发生位移后的位移后图像；S200，初始图像处理步骤，根据所述成像模块的像素计算所述初始图像相对于一标定位置的第一坐标值；S300，位移后图像处理步骤，根据所述成像模块的像素计算所述位移后图像相对于所述标定位置的第二坐标值，并根据所述第二坐标值相对所述第一坐标值的变化量计算出火箭的位移量；以及S400，显示所述位移量步骤；其中，在所述S300步骤中，包括：S310，灰度分割，形态学筛选步骤；S320，根据第i个字符模板找到相似度最高的位移后图像I；S330，判断相似度分数是否高于一第一阈值，若是，进行步骤S340，若不是，进行步骤S350；S340，获取位移后图像I的位置，计算出火箭的位移量Oi；S350，i的值加1，并保存为i；S360，判断i是否≦n，n为标识符号的个数，若是，返回执行步骤S320；若不是，执行步骤S370；S370，判断位移量Oi的个数，若Oi的个数等于1，执行步骤S380；若Oi的个数等于2，执行步骤S390；若Oi的个数大于等于3，执行步骤S3110；S380，判断相似度分数是否小于一第二阈值，若不是，执行步骤S400；若是，执行步骤S3112；S390，判断两个位移量Oi的差值是否超出一第一设定值或任何一个位移量Oi所对应的相似分数小于一第三阈值，若不是，执行步骤S400；若是，执行步骤S3114；S3110，判断多个位移量Oi相互间的差值是否超出一第二设定值，若不是，执行步骤S400；若是，执行步骤S3116；S3112，剔除该位移量Oi，只显示初始图像；S3114，剔除该两个位移量Oi，只显示初始图像；S3116，删掉偏离多个位移量Oi的平均值最大的位移量Oi，并返回执行步骤S370。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在所述S100步骤中，所述成像模块包括一瞄准仪和一CCD摄像机，所述CCD摄像机设置在所述瞄准仪上，所述瞄准仪的镜头上设置有十字分化线。3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，在所述S200步骤中，包括字符模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳雨杉，贺长水，王岩，丁爽，吴中华，姜华，宋小艳，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：