感器的纵向距离1，以及到视场中心线7的横向距离
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[0034]为了将箭体I的特征点与其它的点区分开，需要在箭体I的特征点处添加凸起标志，此时，箭体I的激光交线上y值最小的点即为要测得的特征点。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，则箭体凸起标志到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Xtl为(Xmin+xmax)/2 ;将(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，通过(Xmax-Xmin)与b的比较可以排除由外界环境影响所产生的干扰点，提高2D激光位移传感器5的抗干扰性。
[0035]本装置的工作过程如下:
[0036]将箭体加注活门2中轴线正上方与正下方800mm处各设置为箭体加注活门2的特征点。箭体生产加工时，在箭体加注活门2上方特征点处添加一长150_，宽3_，高3mm的竖直凸起标志3，凸起方向为竖直方向，与其对应的2D激光位移传感器5的激光扇面6方向为水平方向，2D激光位移传感器5与箭体加注活门2上方特征点初始安装距离为500mm，初始状态下，2D激光位移传感器5的视场中心线7刚好穿过箭体加注活门2上方特征点；在箭体加注活门2下方特征点处添加一长260mm，宽3mm，高3mm的水平凸起标志4，凸起方向为水平方向，与其对应的2D激光位移传感器5的激光扇面6方向为竖直方向，2D激光位移传感器5与箭体加注活门2下方特征点的初始安装距离为500mm，初始状态下，2D激光位移传感器5的视场中心线7刚好穿过箭体加注活门2下方特征点。
[0037]箭体加注活门2横向(左右)运动范围为?115mm，而2D激光位移传感器5的视场宽度为:158?365mm，且水平凸起标志4长260mm，所以当箭体I发生横向运动时，竖直凸起标志3会一直处在水平激光扇面6视场内，水平凸起标志4与竖直激光扇面6也一直存在交点；箭体加注活门2纵向(前后)运动范围为:-115mm?115mm，而2D激光位移传感器5的纵向测量范围为400_，所以当箭体I发生纵向运动时，两凸起标志均处在两2D激光位移传感器5的纵向量程内；箭体加注活门2轴向(上下)运动范围为:0?130mm，而竖直凸起标志3长150mm，且2D激光位移传感器5的视场宽度为:158?365mm，所以当箭体I发生轴向运动时，竖直凸起标志3与水平激光扇面6 —直存在交点，水平凸起标志4也一直处在竖直激光扇面6视场内。因此，箭体I在沿三个方向的运动过程中，箭体上的两凸起标志与两2D激光位移传感器5的激光扇面6 —直存在交点，通过探测两交点在其对应2D激光位移传感器5中的坐标就可获得箭体加注活门2在空间坐标系中的三维坐标信息。
[0038]设初始状态下箭体加注活门2在空间坐标系中的三维坐标为(0，0，0)。
[0039]如图1所示，箭体I沿横向、纵向运动后，竖直凸起标志3与激光扇面6相交于A点，2D激光位移传感器5可测出A点到视场中心线7的距离X1、到传感器的距离yi。由于2D激光位移传感器5与箭体加注活门2上方特征点的初始安装距离为500mm，则运动后箭体加注活门2在空间坐标系中的横、纵坐标为(xl，yl-500)。
[0040]如图2所示，箭体I沿纵向、轴向运动后，水平凸起标志4与激光扇面6相交于B点，2D激光位移传感器5可测出B点到视场中心线7的距离x2、到传感器的距离y2。由于2D激光位移传感器5与箭体加注活门2下方特征点的初始安装距离为500mm，则运动后箭体加注活门2在空间坐标系中的纵、轴坐标为(y2-500，x2)。
[0041]因此，推进剂加注过程中，所探测的箭体加注活门2在空间坐标系中的三维坐标为(xl，(yl+y2)/2-500, x2)。
[0042]本发明实现了推进剂加注过程中运载火箭运动信号的实时探测，并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；同时，2D激光位移传感器的采样频率快，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。
【主权项】
1.一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: 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； 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； 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yi冰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; 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。
2.根据权利要求1所述的推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测方法，其特征在于: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，则箭体凸起标志到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 ;将(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。
3.根据权利要求1所述的推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测方法，其特征在于:所述的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。
【专利摘要】本发明公开了一种推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测方法，包括设置凸起标志，2D激光位移传感器的定位，2D激光位移传感器采集数据和确定运动位移并根据位移定位等步骤；本发明探测精度高、采样频率快、实时性好。
【IPC分类】G01B11-02, G01B11-00
【公开号】CN104634249
【申请号】CN201510065479
【发明人】李志刚, 李宗涛, 黄超, 赵纯, 王志翔, 徐华, 何庆, 杜光华, 张亮, 孟长建, 于存贵, 张鑫, 宋涛, 玄柳, 王正要
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月6日