一種姿態檢測方法和輔助裝置製造方法
2023-12-09 17:01:06 2
一種姿態檢測方法和輔助裝置製造方法
【專利摘要】本發明實施例公開一種姿態檢測方法和輔助裝置。涉及不規則表面物體姿態測量技術，有效提高了複雜表面目標的姿態控制精度。該裝置包括一個基座和至少3個柱形定位杆，所述定位杆垂直固定在所述基座上且長度可調節，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位杆垂直但不與定位杆相連。主要用於不規則表面物體姿態測量。
【專利說明】一種姿態檢測方法和輔助裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及不規則表面物體姿態測量技術，尤其涉及一種姿態檢測方法和輔助裝置。
【背景技術】
[0002]隨著飛航武器裝備的快速發展，對武器裝備隱身性能的要求越來越高，在研究過程中需要開展大量的隱身性能靜態測試試驗，在隱身性能靜態測試過程中，需要將被測目標放置在一個上表面為平面的支架上，同時需要準確定位被測目標的方位、俯仰和橫滾姿態。現有技術中，選取飛彈或部件的已有平面作為基準進行姿態定位，但很多外表面為複雜曲面的目標上沒有平面作為姿態定位基準，一般選擇近似平面作為姿態定位基準，難以實現準確定位。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有技術不足，提供了一種姿態檢測方法和輔助裝置，有效提高了複雜表面目標的姿態控制精度。
[0004]本發明的技術解決方案:
[0005]一方面，一種姿態檢測方法，用於外表面非平面的物體姿態檢測，包括:
[0006]利用計算機在相同坐標系下建立被測目標三維模型和輔助裝置三維模型，所述輔助裝置包括一個基座和至少3個柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且長度可調節，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個不與定位杆相連；
[0007]記錄定位杆在被測目標三維模型上的投影點；
[0008]在被測目標實體表面標註投影點的位置；
[0009]根據被測目標投影點的坐標換算輔助裝置定位杆的長度；
[0010]將輔助裝置實體放置在被測目標實體表面上，使輔助裝置的定位杆端點與被測目標實體的投影點 對應；
[0011]基座上表面、側表面為測量基準平面，利用輔助裝置實體的基準平面進行被測目標實體姿態的測量，通過測量基座上基準平面的姿態進行被測目標實體的姿態調整。
[0012]另一方面，一種輔助裝置，用於外表面非平面的物體姿態檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且長度可調節，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個不與定位杆相連。
[0013]本發明實施例提供的姿態檢測方法和輔助裝置，在計算機中統一坐標系下建立被測目標和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位杆在被測目標上的投影點確定測量基準點，通過測試輔助裝置基座平面的姿態獲得被測目標的姿態，從而對被測目標的水平姿態、俯仰姿態和橫滾姿態進行準確測量，有效提高了複雜表面目標的姿態控制精度，從而有效提高測試精度和測試效率。【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]所包括的附圖用來提供對本發明實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部分，用於例示本發明的實施例，並與文字描述一起來闡釋本發明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發明實施例提供的一種姿態檢測方法的流程圖；
[0016]圖2為本發明實施例輔助裝置的結構示意圖；
[0017]圖3為鉛筆頭狀定位杆結構示意圖；
[0018]圖4為本發明實施例中目標表面標註基準測量點位置示意圖；
[0019]圖5為本發明實施例中定位杆的端點與翼面上基準測量點緊密接觸示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細說明。在下面的描述中，出於解釋而非限制性的目的，闡述了具體細節，以幫助全面地理解本發明。然而，對本領域技術人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細節的其它實施例中實踐本發明。
[0021]在此需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的設備結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關係不大的其他細節。
[0022]本發明實施例提供了一種姿態檢測方法，用於外表面非平面的物體姿態檢測，如圖1所示，包括:
[0023]101、在計算機中建立被測目標三維模型和輔助裝置的三維模型，兩個模型的坐標系一致，將輔助裝置的定位杆在被測目標的垂直投影點作為基準測量點，記錄測量點的三維坐標。
[0024]輔助裝置的主要特徵如圖2所示以下4點:
[0025](I)該輔助裝置包括一個基座和柱形定位杆，基座與定位杆固定連接，其中定位杆不少於3個，為了準確確定基準測量點，如圖3所示，定位杆端點收縮為鉛筆頭狀；
[0026](2)基座為立方體形狀，上表面、側表面為測量基準平面，為操作便利，邊緣可導圓處理；
[0027](3)定位杆與基座下表面垂直；
[0028](4)每個定位杆的長度可以手動調節，定位杆上附帶刻度尺，可顯示當前調節狀態的定位杆長度。
[0029]102、被測目標加工後,如圖4所示,在目標表面標註基準測量點的位置；
[0030]103、根據被測目標測量點的坐標換算輔助裝置定位杆的長度；
[0031]104、將輔助裝置放置在被測目標表面上，使輔助裝置的定位端點與被測目標的基準測量點 對應；
[0032]105、利用輔助裝置的基座平面作為基準平面進行被測目標姿態的測量，通過測量基準座上基準平面的姿態進行被測目標的姿態調整；
[0033]進行重複/再現性檢測，以獲取準確的結果，並對進行測量誤差分析。
[0034]以翼面姿態檢測為例，簡述上述方法的實施過程，首先在計算機中，利用CAD軟體建立翼面的三維模型，同時建立輔助裝置的三維模型，兩個模型的坐標系一致，在CAD軟體中將輔助裝置移到翼面模型的上方並預留一定距離，將輔助裝置的定位杆在翼面上表面進行投影，或將定位杆向翼面所在的方向延伸，定位杆在翼面上的投影點或定位杆與翼面的相交點作為基準測量點，記錄測量點的三維坐標。
[0035]然後根據基準測量點坐標，如圖4所示，在翼面模型上標註基準測量點的位置，並根據翼面上基準測量點的Z向坐標值換算輔助裝置定位杆的長度，並根據換算值對定位杆的長度進行調節。
[0036]然後將輔助裝置的四個定位杆一一對應放置在翼面上的四個基準測量點上，如圖5所示，使輔助裝置的定位杆的端點與翼面上基準測量點緊密接觸，按照翼面測量要求調整翼面姿態，一般在翼面下方放置不影響測量結果的支撐物，翼面姿態調整過程中使輔助裝置與翼面一起調整，利用水平測量儀等設備，通過測量輔助裝置上的基座平面的姿態獲得翼面的方位、俯仰、橫滾姿態角。
[0037]根據測量需要將翼面和輔助裝置同時調整，並通過測量輔助裝置上的基座平面的姿態獲得翼面的方位、俯仰、橫滾姿態角，重複上述步驟，直至翼面姿態滿足測量要求為止。最後進行重複/再現性檢測和測量誤差分析。
[0038]本實施例提供的姿態檢測方法，在計算機中統一坐標系下建立被測目標和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位杆在被測目標上的投影點確定測量基準點，通過測試輔助裝置基座平面的姿態獲得被測目標的姿態，從而對被測目標的水平姿態、俯仰姿態和橫滾姿態進行準確測量，有效提聞了複雜表面目標的姿態控制精度，從而有效提聞測試精度和測試效率。
[0039]本發明實施例提供一種輔助裝置，用於外表面非平面的物體姿態檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且長度可調節，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位杆垂直但不與定位杆相連。
[0040]下面詳述該輔助裝置在凹凸表面上實現球體的姿態標定及復現過程，
[0041](I)放置球體初始狀態
[0042]將球體放置於一基準平面上至所需要位置，通過在目標與基準平面之間塞進墊片的方式，使球體姿態穩定而不搖晃；
[0043](2)放置輔助裝置
[0044]將輔助裝置放置在球體上表面，使輔助裝置的三條定位杆下端與球體表面緊密接觸，使基座重心落在三條定位杆構成的支承面內以保證姿態穩定；
[0045](4)輔助裝置定位
[0046]通過螺紋及輔助螺栓調節輔助裝置上三條定位杆的長度及角度，調節的同時觀察測量平面上的水平測量尺，當輔助測量裝置上特定的測量平面處於水平位置時，固定三條定位杆的角度位置及長度，完成輔助裝置定位；
[0047]定位杆調節到位後，在球體外表面標記出三條定位杆接觸位置。
[0048](5)姿態復現
[0049]將球體重新放置於所需要的凹凸曲面，將已經完成定位的輔助裝置放置在球體上，使三條定位杆與第(4)步中標記的測量點相接觸。
[0050]通過旋轉球體在平面或凹凸曲面與目標之間塞進合適墊片來調節複雜外形目標姿態，當輔助裝置上相應的測量平面處於水平位置時，複雜外形目標的姿態即已經復現。
[0051]該過程可以在任意凹凸面上實現複雜外形曲面目標的姿態復現，該方法簡單易行，成本低，特別適用於雷達散射截面測試等需要對目標進行高精度、多次重複定位的場
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[0052]本實施例提供的輔助裝置，在計算機中統一坐標系下建立被測目標和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位杆在被測目標上的投影點確定測量基準點，通過測試輔助裝置基座平面的姿態獲得被測目標的姿態，從而對被測目標的水平姿態、俯仰姿態和橫滾姿態進行準確測量，有效提聞了複雜表面目標的姿態控制精度，從而有效提聞測試精度和測試效率。
[0053]如上針對一種實施例描述和/或示出的特徵可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施例中使用，和/或與其它實施例中的特徵相結合或替代其它實施例中的特徵使用。
[0054]應該強調，術語「包括/包含」在本文使用時指特徵、整件、步驟或組件的存在，但並不排除一個或更多個其它特徵、整件、步驟、組件或其組合的存在或附加。
[0055]本發明以上的裝置和方法可以由硬體實現，也可以由硬體結合軟體實現。本發明涉及這樣的計算機可讀程序，當該程序被邏輯部件所執行時，能夠使該邏輯部件實現上文所述的裝置或構成部件，或使該邏輯部件實現上文所述的各種方法或步驟。本發明還涉及用於存儲以上程序的存儲介質，如硬碟、磁碟、光碟、DVD、flash存儲器等。
[0056]這些實施例的許多特徵和優點根據該詳細描述是清楚的，因此所附權利要求旨在覆蓋這些實施例的落入其真實精神和範圍內的所有這些特徵和優點。此外，由於本領域的技術人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本發明的實施例限於所例示和描述的精確結構和操作，而是可以涵蓋落入其範圍內的所有合適修改和等同物。
[0057]本發明未詳細說明部分為本領域技術人員公知技術。
【權利要求】
1.一種姿態檢測方法，其特徵在於，用於外表面非平面的物體姿態檢測，包括: 利用計算機在相同坐標系下建立被測目標三維模型和輔助裝置三維模型，所述輔助裝置包括一個基座和至少3個柱形定位杆，所述定位杆垂直固定在所述基座上且長度可調節，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位杆垂直但不與定位杆相連； 記錄定位杆在被測目標三維模型上的投影點； 在被測目標實體表面標註投影點的位置； 根據被測目標投影點的坐標換算輔助裝置定位杆的長度； 將輔助裝置實體放置在被測目標實體表面上，使輔助裝置的定位杆端點與被測目標實體的投影點 對應； 基座上表面、側表面為測量基準平面，利用輔助裝置實體的基準平面進行被測目標實體姿態的測量，通過測量基座上基準平面的姿態進行被測目標實體的姿態調整。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，定位杆端點收縮為鉛筆頭狀。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，基座邊緣經過導圓處理。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述定位杆上附帶刻度尺。
5.一種輔助裝置，其特徵在於，用於外表面非平面的物體姿態檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位杆，所述定位杆固定在所述基座上且長度可調節，所述基座外表面有至少一個平面，該平面中的至少一個和定位杆垂直但不與定位杆相連。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，定位杆端點收縮為鉛筆頭狀。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，基座邊緣經過導圓處理。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述定位杆上附帶刻度尺。
【文檔編號】G01C15/00GK103884322SQ201410120765
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】張吒, 張松靖, 郝璐, 鄭理 申請人:北京機電工程研究所