一种吊舱稳定精度的检测方法及系统与流程

本发明涉及吊舱测试技术领域，尤其涉及一种吊舱稳定精度的检测方法及系统。

背景技术：

吊舱是指安装有某机载设备或武器并吊挂在机身或机翼下的舱段，最常见的有光电吊舱。光电吊舱是采用高精度稳定平台，内置机载光电设备，悬挂于机体(有人机、无人机)外的舱体有效载荷容器装置，用于完成飞行过程中对地面目标的搜索、跟踪、观察，以及完成飞行导航、航拍录像等功能。

光电吊舱在机体飞行过程中受到机体姿态变化、颤振以及空气扰动等因素影响，容易产生光电设备晃动，从而影响光电设备工作性能。光电吊舱一般通过高精度稳定平台固定，使光电吊舱工作在稳定平台提供的相对稳定环境下，保持光电设备正常的工作性能。

受到稳定平台结构、驱动装置、陀螺仪误差、控制电路、机体振动等各方面因素的影响，难免存在一定的稳定误差，在稳定平台的补偿作用下，光电吊舱所受到的残余的扰动量用吊舱的稳定精度来表示。

现有的检测光电吊舱稳定精度的方法是，在室内设立目标靶，利用光电吊舱搭载的成像设备或者外部成像设备检测目标的脱靶量，采用图像处理的方法来计算稳定精度。这种方法是通过摄像机记录整个试验过程的图像数据，事后经过图像处理得到稳定精度，测试过程耗时长效率低。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种吊舱稳定精度的检测方法及系统，能够提高对吊舱稳定精度测量的效率。

为了达成上述目的，本发明采用如下解决方案：

第一方面，提供一种吊舱稳定精度的检测系统，包括：振动台、光探测器以及输出单元；

所述振动台，用于固定吊舱的载体，并为所述吊舱的载体提供振动激励；

所述光探测器，用于向所述吊舱发射光信号，通过检测反射回的光信号检测所述吊舱的振动幅度；

所述输出单元，用于根据所述光探测器的检测结果输出稳定精度指示参数。

第二方面，提供一种吊舱稳定精度的检测方法，包括：

通过振动台固定吊舱的载体，并为所述吊舱的载体提供振动激励；

向所述吊舱发射光信号，通过检测反射回的光信号检测所述吊舱的振动幅度，并根据检测结果输出稳定精度指示参数。

本发明的实施例所提供的吊舱稳定精度的检测方法及系统，通过光信号检测吊舱的振动幅度，输出稳定精度指示参数。采用光信号检测吊舱的振动幅度，相比通过图像处理确定吊舱振动幅度的方式，一方面光信号能够实时地反映吊舱的振动情况，另一方面省去了图像分析处理的过程，从而提高了对吊舱稳定精度测量的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例所提供的吊舱稳定精度的检测系统结构示意图；

图2为本发明的实施例所提供的吊舱稳定精度的检测方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明的实施例提供一种吊舱稳定精度的检测系统，吊舱具体可以是光电吊舱等。

结合图1所示，检测系统包括：振动台11、光探测器12以及输出单元13。

振动台11，用于固定吊舱的载体，并为吊舱的载体提供振动激励。图1中吊舱的载体用图标201标识，吊舱用图标202标识。吊舱的载体201固定设置于振动台11上。

光探测器12，用于通过光信号检测吊舱202的振动幅度，具体包括：向吊舱202发射光信号，并通过检测反射回的光信号检测吊舱202的振动幅度。

需要特别指出的是，吊舱202的振动幅度是指吊舱202在某一个振动方向上振动幅值，也就是说振动幅度为矢量。

输出单元13，用于根据光探测器12的检测结果输出稳定精度指示参数。

以下对检测系统1内各个部分的功能和结构进行说明：

<1>、振动台11

可选的，振动台11包括六自由度摇摆台111和第一运动控制柜112。六自由度摇摆台111与第一运动控制柜112连接。

第一运动控制柜112，用于根据输入的六自由度运动参数控制六自由度摇摆台111振动，为吊舱202的载体201提供振动激励。

可选的，振动台11包括角振动台113和第二运动控制柜114。角振动台113与第二运动控制柜114连接。

第二运动控制柜114，用于根据输入的角振动参数控制角振动台113振动，为吊舱202的载体201提供振动激励。

现有的检测方法以直线振动台11作为振动激励，无法模拟真实环境下复杂的振动过程，检测结果不能完全反应吊舱202在机载工作状态下的稳定精度。本发明的实施例中采用六自由度摇摆台111和角振动台113进行设计。六自由度摇摆台111能够模拟飞机飞行过程中的纵移、横移、升降三个维度的线运动，反应飞机姿态变化。角振动台113能够模拟飞机飞行过程中的角振动情况。通过六自由度摇摆台111和角振动台113组合使用作为振动激励源，模拟吊舱202在机载工作状态下的真实情况，有助于提高稳定精度检测结果的可信度。

六自由度摇摆台111和角振动台113均配有运动控制柜，即第一运动控制柜112和第二运动控制柜114。

六自由度摇摆台111工作时，通过第一运动控制柜112中的工控机输入期望的运动参数，工控机运动学反解计算出驱动系统的运动位移量，工控机根据驱动系统的期望位移和位置反馈，驱动电机，实现驱动系统的闭环位置控制，使驱动系统达到所要求的位移量，即可实现飞行姿态的模拟。

第一运动控制柜112和六自由度摇摆台111之间的双向箭头表示第一运动控制柜112向六自由度摇摆台111发送控制信号，以及六自由度摇摆台111向第一运动控制柜112发送位置反馈。

类似地，角振动台113工作时，通过第二运动控制柜114设置角振动的振动频率、角加速度等参数实现飞机角振动模拟。

图1中第二运动控制柜114和角振动台113之间的双向箭头表示第二运动控制柜114向角振动台113发送控制信号，以及角振动台113向第二运动控制柜114发送位置反馈。

<2>、光探测器12

可选的，光探测器12为发光二极管LED光探测器，包括LED光源121、探测单元122、反射镜123以及信号处理单元124。其中反射镜123固定在吊舱202上。

LED光源121，用于产生测试光信号，测试光信号为自准直的LED光束。图1中光源121与探测单元122之间的箭头用于表示测试光信号的传输方向。为保证稳定精度检测结果的精度，要考虑光源121的发光强度、稳定性和发热量等因素，同时，稳定精度检测系统1采用光学自准直原理，因此，对光源121的准直性能要求较高，采用高性能LED作为光源121，具有发光效率高、发热量小等优点。

探测单元122，用于向反射镜123发射测试光信号，并接收反射镜123反射回的测试光信号。图1中吊舱202与探测单元122之间双向箭头用于表示测试光信号以及经过反射的测试光信号的传输方向。采用高分辨率的LED光探测单元122，发射和接收测试光信号，同时对X、Y两个轴进行检测。

信号处理单元124，用于根据反射镜123反射回的测试光信号生成用于指示反射镜123的角位移的数字信号，以反射镜123的角位移作为稳定精度指示参数。图1中探测单元122与信号处理单元124之间的箭头标识反射回的测试光信号的传输方向。信号处理单元124具体可以为高速全数字信号处理单元，数据处理后提供角秒级的分辨率和测量精度，满足光电吊舱202稳定精度检测需求。

现有技术中的检测方法依赖于采集到的图像数据，图像数据的质量决定了检测结果的精度，常用的图像采集设备常存在分辨率低、检测精度低的问题。采用光探测器12可以降低检测系统1的复杂程度，从而降低成本，而光信号本身能够精确反映反射镜123的角位移，因而无需通过复杂的图像分析手段确定稳定精度。另外，现有技术的检测方法通过摄像机记录整个检测过程的图像数据，事后经过图像处理得到稳定精度，缺乏实时性。而本申请的方案中，光信号的变化反映的是当前时刻吊舱202的振动情况，即稳定精度为实时测得，从而大大缩减了测试的时间周期。

<3>、输出单元13

输出单元13与光探测器12连接，输出单元13与信号处理单元124之间的箭头用于表示数字信号的传输方向。

输出单元13与光探测器12之间的接口可以是各种用于传输数字信号的接口。为便于组装，该接口可以为可插拔接口，例如通用串行总线接口等。

输出单元13具体用于接收信号处理单元124输出的数字信号，并根据接收到的数字信号生成反射镜123的角位移随时间变化的曲线图。

输出单元13具体可以是一个电脑客户端，提供简洁、人性化的操作界面，实现显示模式切换、实时录像、区域缩放、数据存储和打印等功能。

本发明的实施例所提供的吊舱稳定精度的检测系统，通过光信号检测吊舱的振动幅度，输出稳定精度指示参数。采用光信号检测吊舱的振动幅度，相比通过图像处理确定吊舱振动幅度的方式，一方面光信号能够实时地反映吊舱的振动情况，另一方面省去了图像分析处理的过程，从而测得稳定精度的实时值，大大缩减了测试的时间周期，提高了对吊舱稳定精度测量的效率。

结合图1所对应的实施例，本发明的实施例还提供一种吊舱稳定精度的检测方法，结合图2所示，包括以下步骤：

21、通过振动台固定吊舱的载体，并为吊舱的载体提供振动激励。

可选的，振动台可包括控制柜，用于根据用户输入的运动参数控制振动台振动，为吊舱的载体提供振动激励。运动参数可以包括六自由度运动参数，还可以包括角振动参数。

具体的，振动台可包括六自由度摇摆台和角振动台，通过六自由度摇摆台能够模拟飞机飞行过程中的纵移、横移、升降三个维度的线运动，反应飞机姿态变化。角振动台能够模拟飞机飞行过程中的角振动情况。通过六自由度摇摆台和角振动台组合使用作为振动激励源，模拟吊舱在机载工作状态下的真实情况，有助于提高稳定精度检测结果的可信度。

22、通过光信号检测吊舱的振动幅度。

吊舱的振动幅度是指吊舱在某一个振动方向上振动幅值，也就是说振动幅度为矢量。检测过程包括：向所述吊舱发射光信号，通过检测反射回的光信号检测所述吊舱的振动幅度，具体可以包括以下几个子步骤：

22-1、产生测试光信号，测试光信号为自准直的LED光束。

22-2、向反射镜发射测试光信号，并接收反射镜反射回的测试光信号。其中反射镜固定在吊舱上。

22-3、根据反射镜反射回的测试光信号生成用于指示反射镜的角位移的数字信号。

23、根据检测结果输出稳定精度指示参数。

稳定精度指示参数具体可以为反射镜的角位移。结合步骤202，在生成用于指示反射镜的角位移的数字信号之后，根据该数字信号生成反射镜的角位移随时间变化的曲线图。

本发明的实施例所提供的吊舱稳定精度的检测系统，通过光信号检测吊舱的振动幅度，输出稳定精度指示参数。采用光信号检测吊舱的振动幅度，相比通过图像处理确定吊舱振动幅度的方式，一方面光信号能够实时地反映吊舱的振动情况，另一方面省去了图像分析处理的过程，从而测得稳定精度的实时值，大大缩减了测试的时间周期，提高了对吊舱稳定精度测量的效率。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。