推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信号探测技术领域，特别是一种推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法。
【背景技术】
[0002]运载火箭发射前需要加注各种推进剂，但在推进剂加注过程中塔架打开百叶窗，箭体受风载影响会发生微小摆动。为了保证推进剂加注的可靠性，连接器需跟随箭体一起运动，因此需要实时探测箭体在空间中的运动信息。若采用摄像头视觉定位，则至少需要使用两个摄像头来组成立体视觉探测系统，但是立体视觉的视场大小与其目标定位精度之间难以平衡，而且控制器需要进行大量的图像数据处理，从而导致系统采样频率低，不利于跟踪的实时性，同时，箭体圆弧面会对摄像头视觉定位造成干扰，产生较大误差。
[0003]由两个2D激光位移传感器构成的箭体运动信号探测装置可解决上述问题，首先，2D激光位移传感器可以测得被测物体表面任一点的二维坐标信息，箭体的圆弧面不会对其产生影响，其探测精度高；其次，2D激光位移传感器的采样频率最高可达10K，所测得的坐标信息以数字信号的形式与主控制器通信，无需通过复杂的信息处理，有利于提高信号探测的实时性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种探测精度高、采样频率快、实时性好的推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:
[0006]一种推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0007]步骤一:在箭体的表面设置两个相互垂直的凸起标志，其中一个凸起标志与箭体的轴向相平行，且其延长线穿过箭体加注活门中心线，为竖直凸起标志，另一个为水平凸起标志；
[0008]步骤二:在凸起标志对应的位置设置有2D激光位移传感器，2D激光位移传感器的激光扇面与箭体凸起标志相垂直，并保证2D激光位移传感器的视场中心线与凸起标志相交，2D激光位移传感器与凸起标志的距离为d，并保证箭体发生位移后凸起标志与2D激光位移传感器的激光扇面有交点；
[0009]步骤三:当箭体发生运动后，竖直凸起标志与相对应的2D激光位移传感器激光扇面的交点为A，A到视场中心线的距离为xl，A到2D激光位移传感器的距离为yl ;水平凸起标志与相对应的2D激光位移传感器激光扇面的交点为B，B到视场中心线的距离为x2，B到2D激光位移传感器的距离为12 ;
[0010]步骤四:根据测得的数据可得箭体相对于初始位置的空间坐标变化为(xl，(yl+y2) /2-d，x2)，并根据空间坐标的变化适应调整执行机构的空间坐标，使得加注活门面板与加注活门位置保持一致。
[0011]本发明与现有技术相比，其显著优点:
[0012](I)本发明的推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法可以避免箭体圆弧面造成的探测误差，有利于提高探测精度。
[0013](2)本发明采用的2D激光位移传感器的采样频率快，所测得的坐标信息无需通过复杂的信息处理，有利于提高信号探测的实时性。
[0014]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0015]图1是本发明推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法箭体横、纵坐标变化探测原理示意图。
[0016]图2是本发明推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法箭体纵、轴坐标变化探测原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]结合图1和图2:
[0018]本发明一种推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法，包括以下步骤:
[0019]步骤一:在箭体的表面设置两个相互垂直的凸起标志，其中一个凸起标志与箭体的轴向相平行，且其延长线穿过箭体加注活门中心线，为竖直凸起标志，另一个为水平凸起标志；
[0020]步骤二:在凸起标志对应的位置设置有2D激光位移传感器，2D激光位移传感器的激光扇面与箭体凸起标志相垂直，并保证2D激光位移传感器的视场中心线与凸起标志相交，2D激光位移传感器与凸起标志的距离为d，并保证箭体发生位移后凸起标志与2D激光位移传感器的激光扇面有交点；
[0021]步骤三:当箭体发生运动后，竖直凸起标志与相对应的2D激光位移传感器激光扇面的交点为A，A到视场中心线的距离为Xl，A到2D激光位移传感器的距离为y-K平凸起标志与相对应的2D激光位移传感器激光扇面的交点为B，B到视场中心线的距离为x2，B到2D激光位移传感器的距离为y2;
[0022]步骤四:根据测得的数据可得箭体相对于初始位置的空间坐标变化为(Xl，(yi+y2) /2-d, x2)，并根据空间坐标的变化适应调整执行机构的空间坐标，使得加注活门面板与加注活门位置保持一致。
[0023]所述的步骤三中采集数据时，设凸起标志的高为h、宽为b，由于凸起标志有宽度，则2D激光位移传感器所测得的凸起标志的到2D激光位移传感器的距离I所对应的凸起标志在激光扇面上的点到视场中心线的距离X的集合，集合中最小值为Xmin、最大值为Xmax，贝lJ箭体凸起标志到2D激光位移传感器的距离的实际％为y+h，凸起标志在激光扇面上的点到视场中心线的实际距离X。为(xmin+xmax)/2 -M (Xmax-Xmin)与b进行比较，若(Xmax-Xmin)与b相等，则说明所测数据为箭体凸起标志坐标；若(Xmax-Xmin)与b不相等，则说明所测数据为干扰点坐标。
[0024]竖直凸起标志和水平凸起标志分布于箭体加注活门上下两侧。
[0025]实施例:
[0026]结合图1和图2:
[0027]一种推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测方法，包括以下步骤:
[0028]步骤一:在箭体I的表面设置两个相互垂直的凸起标志，其中一个凸起标志与箭体I的轴向相平行，且其延长线穿过箭体加注活门2中心线，为竖直凸起标志3，另一个为水平凸起标志4 ；
[0029]步骤二:在凸起标志对应的位置设置有2D激光位移传感器5，2D激光位移传感器5的激光扇面6与箭体凸起标志相垂直，并保证2D激光位移传感器5的视场中心线7与凸起标志相交，2D激光位移传感器5与凸起标志的距离为d，并保证箭体I发生位移后凸起标志与2D激光位移传感器5的激光扇面6有交点；
[0030]步骤三:当箭体发生运动后，竖直凸起标志3与相对应的2D激光位移传感器5的激光扇面6交点为A，A到视场中心线7的距离为Xl，A到2D激光位移传感器5的距离为y1;水平凸起标志4与相对应的2D激光位移传感器5的激光扇面6交点为B，B到视场中心线7的距离为x2，B到2D激光位移传感器5的距离为y2;
[0031]步骤四:根据测得的数据可得箭体I相对于初始位置的空间坐标变化为(Xl，(yi+y2)/2_d，x2)，并根据空间坐标的变化适应调整执行机构的空间坐标，使得连接器面板与活门面板位置保持一致。
[0032]本装置的2D激光位移传感器工作原理如下:
[0033]2D激光位移传感器5所发射出的激光呈一个扇面，激光扇面6射到箭体I上后与箭体I相交产生一条交线，激光交线由若干激光数据点组成。2D激光位移传感器5可测出箭体I在激光交线上的任一特征点到传