一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置。涉及不規(guī)則表面物體姿態(tài)測量技術(shù)，有效提高了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度。該裝置包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿垂直固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，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桿垂直但不與定位桿相連。主要用于不規(guī)則表面物體姿態(tài)測量。
【專利說明】一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不規(guī)則表面物體姿態(tài)測量技術(shù)，尤其涉及一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飛航武器裝備的快速發(fā)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(tài)測試試驗(yàn)，在隱身性能靜態(tài)測試過程中，需要將被測目標(biāo)放置在一個上表面為平面的支架上，同時(shí)需要準(zhǔn)確定位被測目標(biāo)的方位、俯仰和橫滾姿態(tài)?，F(xiàn)有技術(shù)中，選取導(dǎo)彈或部件的已有平面作為基準(zhǔn)進(jìn)行姿態(tài)定位，但很多外表面為復(fù)雜曲面的目標(biāo)上沒有平面作為姿態(tài)定位基準(zhǔn)，一般選擇近似平面作為姿態(tài)定位基準(zhǔn)，難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種姿態(tài)檢測方法和輔助裝置，有效提高了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0005]一方面，一種姿態(tài)檢測方法，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括:
[0006]利用計(jì)算機(jī)在相同坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)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個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，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桿相連；
[0007]記錄定位桿在被測目標(biāo)三維模型上的投影點(diǎn)；
[0008]在被測目標(biāo)實(shí)體表面標(biāo)注投影點(diǎn)的位置；
[0009]根據(jù)被測目標(biāo)投影點(diǎn)的坐標(biāo)換算輔助裝置定位桿的長度；
[0010]將輔助裝置實(shí)體放置在被測目標(biāo)實(shí)體表面上，使輔助裝置的定位桿端點(diǎn)與被測目標(biāo)實(shí)體的投影點(diǎn) 對應(yīng)；
[0011]基座上表面、側(cè)表面為測量基準(zhǔn)平面，利用輔助裝置實(shí)體的基準(zhǔn)平面進(jìn)行被測目標(biāo)實(shí)體姿態(tài)的測量，通過測量基座上基準(zhǔn)平面的姿態(tài)進(jìn)行被測目標(biāo)實(shí)體的姿態(tài)調(diào)整。
[0012]另一方面，一種輔助裝置，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，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桿相連。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供的姿態(tài)檢測方法和輔助裝置，在計(jì)算機(jī)中統(tǒng)一坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位桿在被測目標(biāo)上的投影點(diǎn)確定測量基準(zhǔn)點(diǎn)，通過測試輔助裝置基座平面的姿態(tài)獲得被測目標(biāo)的姿態(tài)，從而對被測目標(biāo)的水平姿態(tài)、俯仰姿態(tài)和橫滾姿態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，有效提高了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度，從而有效提高測試精度和測試效率?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]所包括的附圖用來提供對本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本發(fā)明的實(shí)施例，并與文字描述一起來闡釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種姿態(tài)檢測方法的流程圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為鉛筆頭狀定位桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中目標(biāo)表面標(biāo)注基準(zhǔn)測量點(diǎn)位置示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中定位桿的端點(diǎn)與翼面上基準(zhǔn)測量點(diǎn)緊密接觸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在下面的描述中，出于解釋而非限制性的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)，以幫助全面地理解本發(fā)明。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，也可以在脫離了這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中實(shí)踐本發(fā)明。
[0021]在此需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種姿態(tài)檢測方法，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，如圖1所示，包括:
[0023]101、在計(jì)算機(jī)中建立被測目標(biāo)三維模型和輔助裝置的三維模型，兩個模型的坐標(biāo)系一致，將輔助裝置的定位桿在被測目標(biāo)的垂直投影點(diǎn)作為基準(zhǔn)測量點(diǎn)，記錄測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
[0024]輔助裝置的主要特征如圖2所示以下4點(diǎn):
[0025](I)該輔助裝置包括一個基座和柱形定位桿，基座與定位桿固定連接，其中定位桿不少于3個，為了準(zhǔn)確確定基準(zhǔn)測量點(diǎn)，如圖3所示，定位桿端點(diǎn)收縮為鉛筆頭狀；
[0026](2)基座為立方體形狀，上表面、側(cè)表面為測量基準(zhǔn)平面，為操作便利，邊緣可導(dǎo)圓處理；
[0027](3)定位桿與基座下表面垂直；
[0028](4)每個定位桿的長度可以手動調(diào)節(jié)，定位桿上附帶刻度尺，可顯示當(dāng)前調(diào)節(jié)狀態(tài)的定位桿長度。
[0029]102、被測目標(biāo)加工后,如圖4所示,在目標(biāo)表面標(biāo)注基準(zhǔn)測量點(diǎn)的位置；
[0030]103、根據(jù)被測目標(biāo)測量點(diǎn)的坐標(biāo)換算輔助裝置定位桿的長度；
[0031]104、將輔助裝置放置在被測目標(biāo)表面上，使輔助裝置的定位端點(diǎn)與被測目標(biāo)的基準(zhǔn)測量點(diǎn) 對應(yīng)；
[0032]105、利用輔助裝置的基座平面作為基準(zhǔn)平面進(jìn)行被測目標(biāo)姿態(tài)的測量，通過測量基準(zhǔn)座上基準(zhǔn)平面的姿態(tài)進(jìn)行被測目標(biāo)的姿態(tài)調(diào)整；
[0033]進(jìn)行重復(fù)/再現(xiàn)性檢測，以獲取準(zhǔn)確的結(jié)果，并對進(jìn)行測量誤差分析。
[0034]以翼面姿態(tài)檢測為例，簡述上述方法的實(shí)施過程，首先在計(jì)算機(jī)中，利用CAD軟件建立翼面的三維模型，同時(shí)建立輔助裝置的三維模型，兩個模型的坐標(biāo)系一致，在CAD軟件中將輔助裝置移到翼面模型的上方并預(yù)留一定距離，將輔助裝置的定位桿在翼面上表面進(jìn)行投影，或?qū)⒍ㄎ粭U向翼面所在的方向延伸，定位桿在翼面上的投影點(diǎn)或定位桿與翼面的相交點(diǎn)作為基準(zhǔn)測量點(diǎn)，記錄測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
[0035]然后根據(jù)基準(zhǔn)測量點(diǎn)坐標(biāo)，如圖4所示，在翼面模型上標(biāo)注基準(zhǔn)測量點(diǎn)的位置，并根據(jù)翼面上基準(zhǔn)測量點(diǎn)的Z向坐標(biāo)值換算輔助裝置定位桿的長度，并根據(jù)換算值對定位桿的長度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0036]然后將輔助裝置的四個定位桿一一對應(yīng)放置在翼面上的四個基準(zhǔn)測量點(diǎn)上，如圖5所示，使輔助裝置的定位桿的端點(diǎn)與翼面上基準(zhǔn)測量點(diǎn)緊密接觸，按照翼面測量要求調(diào)整翼面姿態(tài)，一般在翼面下方放置不影響測量結(jié)果的支撐物，翼面姿態(tài)調(diào)整過程中使輔助裝置與翼面一起調(diào)整，利用水平測量儀等設(shè)備，通過測量輔助裝置上的基座平面的姿態(tài)獲得翼面的方位、俯仰、橫滾姿態(tài)角。
[0037]根據(jù)測量需要將翼面和輔助裝置同時(shí)調(diào)整，并通過測量輔助裝置上的基座平面的姿態(tài)獲得翼面的方位、俯仰、橫滾姿態(tài)角，重復(fù)上述步驟，直至翼面姿態(tài)滿足測量要求為止。最后進(jìn)行重復(fù)/再現(xiàn)性檢測和測量誤差分析。
[0038]本實(shí)施例提供的姿態(tài)檢測方法，在計(jì)算機(jī)中統(tǒng)一坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位桿在被測目標(biāo)上的投影點(diǎn)確定測量基準(zhǔn)點(diǎn)，通過測試輔助裝置基座平面的姿態(tài)獲得被測目標(biāo)的姿態(tài)，從而對被測目標(biāo)的水平姿態(tài)、俯仰姿態(tài)和橫滾姿態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，有效提聞了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)控制精度，從而有效提聞測試精度和測試效率。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供一種輔助裝置，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，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桿垂直但不與定位桿相連。
[0040]下面詳述該輔助裝置在凹凸表面上實(shí)現(xiàn)球體的姿態(tài)標(biāo)定及復(fù)現(xiàn)過程，
[0041](I)放置球體初始狀態(tài)
[0042]將球體放置于一基準(zhǔn)平面上至所需要位置，通過在目標(biāo)與基準(zhǔn)平面之間塞進(jìn)墊片的方式，使球體姿態(tài)穩(wěn)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桿下端與球體表面緊密接觸，使基座重心落在三條定位桿構(gòu)成的支承面內(nèi)以保證姿態(tài)穩(wěn)定；
[0045](4)輔助裝置定位
[0046]通過螺紋及輔助螺栓調(diào)節(jié)輔助裝置上三條定位桿的長度及角度，調(diào)節(jié)的同時(shí)觀察測量平面上的水平測量尺，當(dāng)輔助測量裝置上特定的測量平面處于水平位置時(shí)，固定三條定位桿的角度位置及長度，完成輔助裝置定位；
[0047]定位桿調(diào)節(jié)到位后，在球體外表面標(biāo)記出三條定位桿接觸位置。
[0048](5)姿態(tài)復(fù)現(xiàn)
[0049]將球體重新放置于所需要的凹凸曲面，將已經(jīng)完成定位的輔助裝置放置在球體上，使三條定位桿與第(4)步中標(biāo)記的測量點(diǎn)相接觸。
[0050]通過旋轉(zhuǎn)球體在平面或凹凸曲面與目標(biāo)之間塞進(jìn)合適墊片來調(diào)節(jié)復(fù)雜外形目標(biāo)姿態(tài)，當(dāng)輔助裝置上相應(yīng)的測量平面處于水平位置時(shí)，復(fù)雜外形目標(biāo)的姿態(tài)即已經(jīng)復(fù)現(xiàn)。
[0051]該過程可以在任意凹凸面上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜外形曲面目標(biāo)的姿態(tài)復(fù)現(xiàn)，該方法簡單易行，成本低，特別適用于雷達(dá)散射截面測試等需要對目標(biāo)進(jìn)行高精度、多次重復(fù)定位的場
口 ο
[0052]本實(shí)施例提供的輔助裝置，在計(jì)算機(jī)中統(tǒng)一坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)和輔助裝置三維模型，利用輔助裝置定位桿在被測目標(biāo)上的投影點(diǎn)確定測量基準(zhǔn)點(diǎn)，通過測試輔助裝置基座平面的姿態(tài)獲得被測目標(biāo)的姿態(tài)，從而對被測目標(biāo)的水平姿態(tài)、俯仰姿態(tài)和橫滾姿態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，有效提聞了復(fù)雜表面目標(biāo)的姿態(tài)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(shí)施例描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實(shí)施例中使用，和/或與其它實(shí)施例中的特征相結(jié)合或替代其它實(shí)施例中的特征使用。
[0054]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟、組件或其組合的存在或附加。
[0055]本發(fā)明以上的裝置和方法可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明涉及這樣的計(jì)算機(jī)可讀程序，當(dāng)該程序被邏輯部件所執(zhí)行時(shí)，能夠使該邏輯部件實(shí)現(xiàn)上文所述的裝置或構(gòu)成部件，或使該邏輯部件實(shí)現(xiàn)上文所述的各種方法或步驟。本發(fā)明還涉及用于存儲以上程序的存儲介質(zhì)，如硬盤、磁盤、光盤、DVD、flash存儲器等。
[0056]這些實(shí)施例的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)描述是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施例的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本發(fā)明的實(shí)施例限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。
[0057]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種姿態(tài)檢測方法，其特征在于，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括: 利用計(jì)算機(jī)在相同坐標(biāo)系下建立被測目標(biāo)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個柱形定位桿，所述定位桿垂直固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，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桿垂直但不與定位桿相連； 記錄定位桿在被測目標(biāo)三維模型上的投影點(diǎn)； 在被測目標(biāo)實(shí)體表面標(biāo)注投影點(diǎn)的位置； 根據(jù)被測目標(biāo)投影點(diǎn)的坐標(biāo)換算輔助裝置定位桿的長度； 將輔助裝置實(shí)體放置在被測目標(biāo)實(shí)體表面上，使輔助裝置的定位桿端點(diǎn)與被測目標(biāo)實(shí)體的投影點(diǎn) 對應(yīng)； 基座上表面、側(cè)表面為測量基準(zhǔn)平面，利用輔助裝置實(shí)體的基準(zhǔn)平面進(jìn)行被測目標(biāo)實(shí)體姿態(tài)的測量，通過測量基座上基準(zhǔn)平面的姿態(tài)進(jìn)行被測目標(biāo)實(shí)體的姿態(tài)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定位桿端點(diǎn)收縮為鉛筆頭狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基座邊緣經(jīng)過導(dǎo)圓處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述定位桿上附帶刻度尺。
5.一種輔助裝置，其特征在于，用于外表面非平面的物體姿態(tài)檢測，包括一個基座和至少3個柱形定位桿，所述定位桿固定在所述基座上且長度可調(diào)節(jié)，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桿垂直但不與定位桿相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，定位桿端點(diǎn)收縮為鉛筆頭狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，基座邊緣經(jīng)過導(dǎo)圓處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述定位桿上附帶刻度尺。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】張吒, 張松靖, 郝璐, 鄭理 申請人:北京機(jī)電工程研究所