1、長(zhǎng)期以來(lái)，導(dǎo)彈的發(fā)射速度的提高一直受導(dǎo)彈的轉(zhuǎn)載速度的制約。在發(fā)射場(chǎng)上，由人工指揮吊車將導(dǎo)彈由裝填車轉(zhuǎn)至發(fā)射車，存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確性差等弊端。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，以及對(duì)導(dǎo)彈快速轉(zhuǎn)載的需求，促使自動(dòng)裝彈機(jī)械手的發(fā)展，它的研制對(duì)于提高導(dǎo)彈快速反應(yīng)能力具有重要意義。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)載過(guò)程自動(dòng)化，需要首先快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出導(dǎo)彈裝填車和發(fā)射車的相對(duì)空間位置。本課題的研究正是基于這一位置測(cè)量問(wèn)題展開(kāi)的。 本論文圍繞非接觸測(cè)量方法、如何提高測(cè)量精度

2、以及縮短作業(yè)時(shí)間等方面展開(kāi)，具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1.深入研究了三維測(cè)距的基本理論，掌握被動(dòng)和主動(dòng)兩大類測(cè)距方法的原理和結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，介紹了幾種常用的測(cè)量方法，為本文采用的線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描測(cè)量法的提出奠定了理論基礎(chǔ)。 2.確立本課題的位置檢測(cè)方法為線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描測(cè)量法。詳細(xì)論述了該方法的工作原理，推導(dǎo)了各個(gè)測(cè)量參數(shù)的計(jì)算公式。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)誤差源的分析、計(jì)算，得到各項(xiàng)測(cè)量參數(shù)的隨機(jī)誤差。將理論計(jì)算精度與

3、樣機(jī)的實(shí)際測(cè)量精度比較，驗(yàn)證了誤差分析計(jì)算的正確性。另外，還提出了線陣CCD旋轉(zhuǎn)掃描測(cè)量法的另一種數(shù)學(xué)處理方法——后交會(huì)法，它的特點(diǎn)是由像面上的脫靶量求出目標(biāo)的高低角，推導(dǎo)了該方法的測(cè)量公式和誤差計(jì)算公式。新方法的提出，是原有方法的一個(gè)佐證及理論支撐。 3.根據(jù)雙目立體視覺(jué)成像原理，提出了一種新的測(cè)量方法——面陣CCD交會(huì)測(cè)量法。闡述了該方法的理論基礎(chǔ)：攝像機(jī)在兩個(gè)不同位置對(duì)同一空間目標(biāo)成像，通過(guò)圖像匹配，解析目標(biāo)點(diǎn)的空間位置。

4、介紹了其工作原理，并詳細(xì)推導(dǎo)了各項(xiàng)測(cè)量參數(shù)的計(jì)算公式。按照線陣CCD旋轉(zhuǎn)法中論述的誤差分配類型與大小，計(jì)算面陣CCD交會(huì)測(cè)量法的精度，從理論上證明該方法的可行性。 4.對(duì)采用線陣CCD掃描測(cè)量法的位置檢測(cè)裝置的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，尋找提高測(cè)量精度的有效途徑。首先從理論上分析了影響精度的因素——成像系統(tǒng)幾何畸變和成像系統(tǒng)噪聲，對(duì)其中影響光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)精度的主要因素——成像系統(tǒng)幾何畸變誤差進(jìn)行了深入研究，詳細(xì)地分析了產(chǎn)生這項(xiàng)誤差的各種原

5、因。在理論分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了誤差標(biāo)定，并為此設(shè)計(jì)了畸變標(biāo)定靶。一方面，由位置檢測(cè)裝置測(cè)量標(biāo)定靶上的目標(biāo)點(diǎn)的空間位置(在位置檢測(cè)裝置坐標(biāo)系下)。另一方面，用高精度Leica分別測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)和位置檢測(cè)裝置在Leica測(cè)量坐標(biāo)系下的位置，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，也可以得到目標(biāo)在位置檢測(cè)裝置坐標(biāo)系下的位置。前者作為測(cè)量值，后者作為真值，由一組測(cè)量值和真值，經(jīng)曲線擬合就可以得到畸變多項(xiàng)式。 5.對(duì)于面陣CCD測(cè)量方法，本文給出了兩種不同的誤差標(biāo)定

6、方法。第一，根據(jù)攝像系統(tǒng)成像原理，標(biāo)定面陣CCD攝像系統(tǒng)的內(nèi)、外參數(shù)，建立攝像系統(tǒng)精確的成像模型。當(dāng)已知目標(biāo)在像面上的實(shí)際二維坐標(biāo)時(shí)，根據(jù)成像模型，就可以求出該點(diǎn)在空間的真實(shí)的三維坐標(biāo)，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。第二，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)格法的改進(jìn)及完善，本文還提出了標(biāo)定面陣CCD攝像系統(tǒng)畸變誤差的新方法——旋轉(zhuǎn)定標(biāo)法。它利用平行光管軸上點(diǎn)作為無(wú)窮遠(yuǎn)的目標(biāo)點(diǎn)；以面陣CCD作為像點(diǎn)的成像傳感器。通過(guò)經(jīng)緯儀的方位、俯仰運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精密測(cè)量，其中方位角和俯仰角