專利名稱：水下垂直發(fā)射運(yùn)動(dòng)體出水姿態(tài)測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下垂直發(fā)射運(yùn)動(dòng)體出水姿態(tài)測(cè)量方法，為進(jìn)行水下運(yùn)動(dòng)體水下發(fā)射出水試驗(yàn)提供一種原理簡(jiǎn)單、操作方便的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
水下垂直發(fā)射運(yùn)動(dòng)體的出水姿態(tài)對(duì)運(yùn)動(dòng)體的空中彈道具有較大影響，對(duì)研究不同發(fā)射條件以及環(huán)境條件下運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)特性具有重要意義?？s比模型試驗(yàn)是研究水下發(fā)射運(yùn)動(dòng)體出水過程姿態(tài)與彈道特性的重要技術(shù)途徑，目前在模型試驗(yàn)中通常采用內(nèi)置測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量。內(nèi)置測(cè)量裝置一般由角速率陀螺、三向加速度傳感器、記錄器以及相應(yīng)控制電路等封裝而成?？紤]到實(shí)際使用環(huán)境，對(duì)內(nèi)置測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)形式、外形尺寸、密封及抗沖擊性能等均有嚴(yán)格要求，屬非標(biāo)準(zhǔn)專用儀器設(shè)備，需根據(jù)具體試驗(yàn)要求進(jìn)行研制。特別是當(dāng)運(yùn)動(dòng)體模型較小時(shí)，內(nèi)置測(cè)量裝置的安裝存在較大困難。而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研制成本高，對(duì)使用者要求較高，不易普遍采用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有水下發(fā)射運(yùn)動(dòng)體出水姿態(tài)測(cè)量方法的不足，本發(fā)明提供一種不需要內(nèi)置測(cè)量裝置的出水姿態(tài)測(cè)量方法，即利用兩臺(tái)高速相機(jī)記錄運(yùn)動(dòng)體出水過程圖像，通過對(duì)不同時(shí)刻運(yùn)動(dòng)體上特征點(diǎn)的位置進(jìn)行分析，進(jìn)而計(jì)算運(yùn)動(dòng)體出水姿態(tài)及彈道特性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:在試驗(yàn)水池相鄰的兩邊布置兩臺(tái)高速相機(jī)，相對(duì)應(yīng)的兩邊布置標(biāo)有刻度的背景屏，為了提高測(cè)試精度，在運(yùn)動(dòng)體肩部和尾部分別標(biāo)記對(duì)比度較大的測(cè)量點(diǎn)，即特征點(diǎn)。進(jìn)行運(yùn)動(dòng)體水下發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)目標(biāo)特性調(diào)整相機(jī)視場(chǎng)與焦距，合理布置照明系統(tǒng)，根據(jù)程控時(shí)序分別給出運(yùn)動(dòng)體發(fā)射信號(hào)以及相機(jī)的觸發(fā)信號(hào)，兩臺(tái)高速相機(jī)應(yīng)保證設(shè)置一致，并由同一信號(hào)觸發(fā)。完成拍攝后提取圖像記錄，利用圖像中運(yùn)動(dòng)體特征點(diǎn)相對(duì)背景屏上的坐標(biāo)位置，計(jì)算該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)參數(shù)。進(jìn)而對(duì)比分析不同時(shí)刻運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)，即可獲得運(yùn)動(dòng)體水出過程的彈道特性。本發(fā)明的有益效果是，利用高速相機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)體出水過程圖像，通過分析不同時(shí)刻運(yùn)動(dòng)體上特征點(diǎn)不同時(shí)刻的位移即可獲得運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)特性，測(cè)量方法直觀，工作原理簡(jiǎn)單，不需要研制專用的儀器設(shè)備，操作方便，容易推廣使用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明工作原理的俯視圖。圖2是本發(fā)明工作原理的軸側(cè)圖。圖中1.水池,2.高速相機(jī)A，3.高速相機(jī)B，4.背景屏A，5.背景屏B，6.運(yùn)動(dòng)體。
具體實(shí)施方式
在圖1和圖2中，在水池(I)相鄰的兩邊分別設(shè)置高速相機(jī)A (2)和高速相機(jī)B
(3)，相對(duì)應(yīng)的兩邊布置標(biāo)有坐標(biāo)刻度的背景屏A (4)和背景屏B (5)，在運(yùn)動(dòng)體(6)上制作特征點(diǎn)。調(diào)整高速相機(jī)A (2)和高速相機(jī)B (3)的視場(chǎng)與焦距，合理布置照明系統(tǒng)。進(jìn)行水下發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，通過同一信號(hào)對(duì)高速相機(jī)A (2)和高速相機(jī)B (3)進(jìn)行觸發(fā)，以保證兩個(gè)相機(jī)所記錄的圖像具有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。提取圖像，利用圖像中運(yùn)動(dòng)體(6)上的特征點(diǎn)相對(duì)于背景屏(4)和背景屏(5)上的坐標(biāo)位置關(guān)系，即可計(jì)算得到該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)體(6)的姿態(tài)參數(shù)。進(jìn)而通過對(duì)比分析不同時(shí)刻的姿態(tài)即可獲得運(yùn)動(dòng)體(6)出水過程的彈道特性。
權(quán)利要求
1.一種水下垂直發(fā)射運(yùn)動(dòng)體出水姿態(tài)測(cè)量方法，是通過記錄運(yùn)動(dòng)體出水過程在兩個(gè)方向的圖像，進(jìn)而通過運(yùn)動(dòng)體特征點(diǎn)在背景屏上的坐標(biāo)位置獲得出水姿態(tài)，其特征是，在水池相鄰的兩邊布置兩臺(tái)高速相機(jī)，對(duì)應(yīng)的兩邊布置帶有坐標(biāo)刻度的背景屏，并采用統(tǒng)一的相機(jī)觸發(fā)信號(hào)，記錄運(yùn)動(dòng)體出水過程圖像，進(jìn)而通過不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)體在背景屏上的位置計(jì)算運(yùn)動(dòng)體出水過程姿態(tài)參數(shù)及彈道特性。
全文摘要
一種水下垂直發(fā)射運(yùn)動(dòng)體出水姿態(tài)測(cè)量方法，在試驗(yàn)水池相鄰的兩邊布置兩臺(tái)高速相機(jī)，相對(duì)應(yīng)的兩邊布置標(biāo)有刻度的背景屏，在運(yùn)動(dòng)體肩部和尾部分別標(biāo)記對(duì)比度較大的測(cè)量點(diǎn)。采用統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)觸發(fā)相機(jī)，記錄運(yùn)動(dòng)體出水過程圖像信息，進(jìn)而通過分析不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)體特征點(diǎn)在背景屏上的位置信息，計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)體出水過程姿態(tài)參數(shù)及彈道特性。
文檔編號(hào)G01C11/00GK103090853SQ20111034159
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者王聰, 黃慶新, 魏英杰 申請(qǐng)人:王聰