一種基于二次平臺線陣ccd的水平位置測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于二次平臺線陣CCD的水平位置坐標的計算方法，屬于超精密儀器設(shè)備測量系統(tǒng)的測量【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明針對現(xiàn)有方法誤差較大，致使整個線陣CCD測量系統(tǒng)的誤差不符合指標或增加整個測量系統(tǒng)的硬件成本；二次平臺系統(tǒng)仿真精確性和穩(wěn)定性下降，影響全物理仿真的結(jié)果的問題。提出一種基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法：連接二次平臺線陣CCD，將所有的線陣CCD擺放到預(yù)定的高度和位置；旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體激光器，此時在系統(tǒng)中每過0.375ms都會有一個線陣CCD被掃過，從而發(fā)出一個有效的Z坐標數(shù)據(jù)；將所有實時得到的Z坐標數(shù)據(jù)進行計算處理，得到二次平臺在水平位置的坐標。本發(fā)明適用于超精密儀器設(shè)備測量。
【專利說明】—種基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法，屬于超精密儀器設(shè)備測量系統(tǒng)的測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代社會中，經(jīng)常需要高平面度的平臺，比如在空間交匯對接、地面測量、導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)通信和編隊控制等全物理仿真試驗中，需要支撐整個地面仿真器，為地面仿真實驗提供基礎(chǔ)平臺；為編隊衛(wèi)星地面試驗驗證、控制算法驗證分析等物理仿真試驗提供平臺支撐。由于平臺運動或者是靜止時都可能由于大面積水平基座的不平整等原因處于傾斜狀態(tài)，不利于為負載提供盡可能水平的作業(yè)平臺保證準確對接，因此需要平臺在靜止和運動狀態(tài)都能夠被快速、精確的調(diào)平，以保證平臺足夠的水平度。
[0003]二次平臺和六自由度氣浮臺軌道器及六自由度氣浮臺上升器共同構(gòu)成交會對接仿真試驗的核心部分。其中，以氣浮球軸承和重力平衡伺服運動機構(gòu)為核心組成的六自由度氣浮臺軌道器用來模擬軌道器動力學(xué)仿真狀態(tài)；二次平臺用來支撐六自由度氣浮臺軌道器，實現(xiàn)高精度自動調(diào)平；與六自由度上升器配合，實現(xiàn)完整的交會對接動力學(xué)與控制全物理仿真試驗。整個系統(tǒng)運行在大型花崗巖平臺上，是地面全物理仿真試驗的核心和基礎(chǔ)平臺；也為未來的編隊衛(wèi)星地面試驗驗證、控制算法驗證分析等物理仿真試驗提供平臺支撐。水平度測量是整個自動調(diào)平系統(tǒng)的一部分，主要實現(xiàn)激光掃描平面水平度測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法，以解決針對現(xiàn)有的測量方法的誤差較大，導(dǎo)致的整個線陣CCD測量系統(tǒng)的誤差不符合指標或者增加整個測量系統(tǒng)的硬件成本；也使整個二次平臺系統(tǒng)仿真的精確性和穩(wěn)定性下降，影響全物理仿真的結(jié)果的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明所述的一種基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法，是按照以下步驟實現(xiàn)的:
[0007]步驟一、連接二次平臺線陣(XD，將所有的線陣CXD擺放到預(yù)定的高度和位置；
[0008]步驟二、旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體激光器，在系統(tǒng)中每過0.3?0.4ms都會有一個線陣CXD被掃過，從而發(fā)出一個有效的Z坐標數(shù)據(jù)；
[0009]步驟三、將所有實時得到的Z坐標數(shù)據(jù)進行計算處理，得到二次平臺在水平位置的坐標的具體過程為:
[0010]步驟三(一)、將二次平臺中心定義為原點，并定義出X軸、Y軸、Z軸，Z軸垂直于X軸與Y軸所形成的坐標平面，可直接從坐標平面得出各線陣的位置坐標；
[0011]步驟三(二)、設(shè)激光源以10000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)都會打到線陣CXD上，假設(shè)在某一圈的旋轉(zhuǎn)過程中，測到點A處被掃到的時間是t1;點B處被掃到的時間是t2，點C處被掃到的時間是t3，由A點，B點，C點的時間差可求得激光源在從A點掃到B點以
及從B點掃到C點所轉(zhuǎn)過的角度:
【權(quán)利要求】
1.一種基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法，其特征在于所述方法是按照以下步驟實現(xiàn)的: 步驟一、連接二次平臺線陣CCD，將所有的線陣CCD擺放到預(yù)定的高度和位置； 步驟二、旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體激光器，在系統(tǒng)中每過0.3~0.4ms都會有一個線陣CXD被掃過，從而發(fā)出一個有效的Z坐標數(shù)據(jù)； 步驟三、將所有實時得到的Z坐標數(shù)據(jù)進行計算處理，得到二次平臺在水平位置的坐標的具體過程為: 步驟三(一)、將二次平臺中心定義為原點，并定義出X軸、Y軸、Z軸，Z軸垂直于X軸與Y軸所形成的坐標平面，可直接從坐標平面得出各線陣的位置坐標； 步驟三(二)、設(shè)激光源以10000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)都會打到線陣CCD上，假設(shè)在某一圈的旋轉(zhuǎn)過程中，測到點A處被掃到的時間是t1;點B處被掃到的時間是t2，點C處被掃到的時間是t3，由A點，B點，C點的時間差可求得激光源在從A點掃到B點以及從B點掃到 C 點所轉(zhuǎn)過的角度
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二次平臺線陣CCD的水平位置測量方法，其特征在于所述方法還包括對水平坐標測量結(jié)果的誤差補償?shù)牟襟E四:系統(tǒng)中的每個CCD的響應(yīng)時間分別是固定的，在遲滯時間內(nèi)的平臺水平坐標變化所產(chǎn)生的誤差的補償方法為:D點坐標(x，y)的坐標值再加上響應(yīng)時間Ifes*平臺的水平移動速度V，誤差補償?shù)谋磉_式為:DX’=DX+VX*T ^ ；D； =Dy+Vy*T 標定。
【文檔編號】G01B11/00GK103983189SQ201410208605
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】劉宇維, 劉帥, 陳興林, 杜靖 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)