一种应用于导引头的视轴安装误差标校的方法及系统与流程

本发明涉及伺服控制系统的技术领域，具体涉及一种应用于导引头的视轴安装误差标校的方法及系统。

背景技术

随着精准打击目标需求的不断提高，具有指向引导功能的轻小型飞弹的应用也越来越广泛。相对传统的激光导引而言，平台式导引头不仅具有轴系运动搜索范围大、使用方式机动灵活等特点，还具备对目标侦查和打击的双重功能。平台式导引头的弹体和平台导引头采用分离式设计，使用前需要先安装，从而增强了机动打击的能力。由于导引平台(平台式导引头的简称)结构框架和编码器位置存在安装误差，所以导引平台的镜头视轴与导引平台基面不正交，即镜头会导致导引平台与弹体零位存在偏差，从而严重影响精确打击的效果。

目前，多数情况是采用导引平台视轴误差标校方法来解决导引平台与弹体零位存在偏差的问题。通过导引平台视轴误差标校方法将镜头视轴与导引平台安装基面正交，从而消除导引平台视轴正交误差。虽然导引平台视轴误差标校方法能够有效地解决上述偏差问题，但是标校测量的工具较大且标校时间过长，这种标校方法不适合外场实际使用。进一步地，由于导引平台与弹体非一体化设计，在安装过程中，人们只能通过安装接口来保证平台视轴与弹体基面的正交性，无法进行精确定位，导致引入安装视轴误差。

因此，针对现有的轻小型导引平台弹体和导引平台之间的视轴安装误差标校方法所存在的问题，需要提供一种标校方式简单且快速，适用于外场实际应用的视轴安装误差标校的方法及系统。

技术实现要素：

针对现有的轻小型导引平台弹体和导引平台之间的视轴安装误差标校方法所存在的问题，本发明实施例提出一种应用于导引头的视轴安装误差标校的方法。本发明实施例所提供的应用于导引头的视轴安装误差标校的方法采用导引平台和弹体一体标校的方式，标校完成即有效地消除了整体视轴误差，不仅操作方式简单快速，且适合外场批量地进行标校。

该应用于导引头的视轴安装误差系统的具体方案如下：一种应用于导引头的视轴安装误差标校系统，包括：导引弹体，所述导引弹体的外壳上设有导引弹体安装标校装置结构面和导引弹体安装导引平台结构面；导引平台，所述导引平台的导引平台安装弹体结构面与所述导引弹体安装导引平台结构面相连接；快速标校装置，所述快速标校装置的快速标校装置安装弹体结构面与所述导引弹体安装标校装置结构面相连接；快速标校上位机，用于提供图像显示窗口及操作界面显示，并用于进行数据计算；数据传输装置，用于连接所述导引平台和所述快速标校上位机，以实现所述导引平台和所述快速标校上位机之间的信息传输。

优选地，所述导引平台包括：导引平台方位轴系，用于作为所述导引平台进行方位方向转动的轴；导引平台方位轴系编码器，用于检测所述导引平台的方位转动角度；导引平台方位框架，用于支撑所述导引平台进行方位转动；导引平台俯仰轴系编码器，用于检测所述导引平台的俯仰转动角度；导引平台俯仰框架，用于支撑所述导引平台的俯仰运动；可见光相机，用于采集所述导引平台的图像数据；导引平台安装弹体结构面，用于连接所述导引弹体的导引弹体安装导引平台结构面。

优选地，所述快速标校装置包括：快速标校装置光管，用于标校所述导引平台的视轴误差；快速标校支撑结构，用于支撑所述快速标校装置光管；快速标校装置安装弹体结构面，用于连接所述导引弹体的导引弹体安装标校装置结构面。

优选地，所述图像显示窗口用于显示导引平台跟踪十字丝和快速标校装置光管十字丝。

优选地，所述操作界面包括方位角度加按键、方位角度减按键、俯仰角度加按键、俯仰角度减按键和标校参数存储按键。

优选地，所述数据传输装置包括数据传输线。

本发明实施例还提供一种应用于导引头的视轴安装误差标校的方法。该方法包括：

步骤s1：设计导引弹体安装标校装置结构面和快速标校设备；

步骤s2：将导引平台的导引平台安装弹体结构面与导引弹体的导引弹体安装导引平台结构面相连接；

步骤s3：将快速标校设备的快速标校装置安装弹体结构面与导引弹体的导引弹体安装标校装置结构面相连接；

步骤s4：将导引平台与快速标校上位机通过数据传输装置相连接，再将导引平台上电；

步骤s5：通过点击操作界面中的按键，控制导引平台的运动，直至图像显示窗口中的导引平台跟踪十字丝与快速标校装置光管十字丝重合；

步骤s6：点击操作界面的标校参数存储按键，将标校好的角度修正参数传输给导引平台的存储单元；

步骤s7：将导引平台再次上电，待导引平台自检完成后，观察图像显示窗口中的导引平台跟踪十字丝与快速标校装置光管十字丝是否重合，若重合，则标校完成；否则，返回步骤s5。

优选地，所述步骤s1中的导引弹体安装标校装置结构面和快速标校设备的设计精度满足误差精度的要求。

优选地，所述步骤s5中的按键包括方位角度加按键、方位角度减按键、俯仰角度加按键和俯仰角度减按键。

优选地，所述导引平台每次上电后，自动调取导引平台的存储单元中的数据进行视轴误差修正。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例所提供的应用于导引头的视轴安装误差标校的方法，通过设计一种快速标校设备，将导引平台和快速标校设备安装于导引弹体上，导引平台通电且与上位机进行图像显示和通讯，通过控制界面调整导引平台转动角度以进行标校，将标校完成后的标校误差存储于伺服控制电路板的存储单元中，系统上电后，系统自动提取标校误差补偿值而进行修正，消除了导引平台视轴安装误差并保持正交性，实现了精确且快速地补偿。进一步地，本发明实施例还提供了用于实现上述方法的应用于导引头的视轴安装误差标校的系统。

附图说明

图1为本发明实施例提供应用于导引头的视轴安装误差标校的系统的结构示意图；

图2(a)为图1所示实施例中的导引平台的结构示意主视图；

图2(b)为图2(a)所示导引平台的结构示意左视图；

图3(a)为图1所示实施例中的快速标校装置的结构示意主视图；

图3(b)为图3(a)所示快速标校装置的结构示意左视图；

图4为本发明实施例所提供的应用于导引头的视轴安装误差标校的方法的流程示意图。

附图中标记说明：

100、应用于导引头的视轴安装误差标校的系统10、导引平台

11、导引平台方位轴系12、导引平台方位轴系编码器

13、导引平台方位框架14、导引平台俯仰轴系编码器

15、导引平台俯仰框架16、可见光相机20、快速标校装置

17、导引平台安装弹体结构面21、快速标校装置光管

22、快速标校装置安装弹体结构面23、快速标校装置支撑结构

30、导引弹体31、导引弹体安装标校装置结构面

32、导引弹体安装导引平台结构面40、数据传输装置

50、快速标校上位机51、图像显示窗口52、操作界面

54、方位角度加按键55、俯仰角度加按键56、方位角度减按键

57、俯仰角度减按键58、标校参数存储按键

62、导引平台跟踪十字丝61、标校装置光管十字丝

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例提供一种应用于导引头的视轴安装误差标校系统100。应用于导引头的视轴安装误差标校系统100包括导引弹体30、导引平台10、快速标校装置20、用于提供图像显示窗口及操作界面显示并用于进行数据计算的快速标校上位机50、用于连接导引平台10和快速标校上位机50的传输装置40。在该实施例中，导引弹体30的外壳上设有导引弹体安装标校装置结构面31和导引弹体安装导引平台结构面32。导引平台10的导引平台安装弹体结构面17与导引弹体安装导引平台结构面32相连接。快速标校装置20的快速标校装置安装弹体结构面22与导引弹体安装标校装置结构面31相连接。传输装置40将导引平台10和快速标校上位机50相连，以实现所述导引平台10和快速标校上位机50之间的信息传输数据。

如图2(a)和图2(b)所示，导引平台10包括导引平台方位轴系11，导引平台方位轴系编码器12，导引平台方位框架13，导引平台俯仰轴系编码器14，导引平台俯仰框架15，可见光相机16和导引平台安装弹体结构面17。在该实施例中，导引平台10为两轴两框架的轻小型导引平台。导引平台方位轴系11主要用于作为导引平台10进行方位方向转动的轴；导引平台方位轴系编码器12主要用于检测导引平台10的方位转动角度；导引平台方位框架13主要用于支撑导引平台10进行方位转动；导引平台俯仰轴系编码器14主要用于检测导引平台10的俯仰转动角度；导引平台俯仰框架15主要用于支撑导引平台10的俯仰运动；可见光相机16主要用于采集导引平台10的图像数据；导引平台安装弹体结构面17主要用于连接导引弹体的导引弹体安装导引平台结构面。

如图3(a)和图3(b)所示，快速标校装置20包括快速标校装置光管21，用于支撑快速标校装置光管21的快速标校支撑结构23，用于连接导引弹体30的导引弹体安装标校装置结构面31的快速标校装置安装弹体结构面22。在该实施例中，快速标校支撑结构23包括四个均匀分布在快速标校装置光管21周围的支撑结构。如本领域技术人员所知，快速标校支撑结构23的个数、分布及具体的结构，可根据需求而进行适应性地变化。如采用三个或五个支撑结构或者支撑结构非均匀分布方式地对快速标校装置光管21进行支撑。快速标校装置光管21主要用于标校导引平台10的视轴误差。

继续参照图1，在该实施例中，标校上位机50采用计算机。标校上位机50的互动界面包括图像显示窗口51和操作界面52。图像显示窗口51用于显示导引平台跟踪十字丝62和快速标校装置光管十字丝61。标校上位机50的操作界面52包括方位角度加按键54、方位角度减按键56、俯仰角度加按键55、俯仰角度减按键57和标校参数存储按键56。如本领域技术人员所知，操作界面的52的按键形式或个数也可以为其他形式，如触摸式的，操作者向上滑动就代表加、操作者向下滑动就代表减，相应地，按键地数量也可减少至3个。

在该实施例中，数据传输装置40采用数据传输线将导引平台10和快速标校上位机50相连。在其他实施例中，数据传输装置40也可采用其他数据传输形式，如wifi模块、zigbee模块、蜂窝移动通讯模块等无线数据传输模块。

导引弹体安装导引平台结构面32与导引平台安装弹体结构面17相连接，导引弹体安装标校装置结构面31与快速标校装置安装弹体结构面22相连接；快速标校上位50通过数据传输装置40与导引平台10连接。导引平台10通电，导引平台10正常工作后，将可见光相机16的视频信息通过数据传输装置40传输给快速标校上位机50并在图像显示窗口51上进行显示，图像显示窗口51中有导引平台跟踪十字丝62和标校装置光管十字丝61。其中，标校装置光管十字丝61为标校基准十字丝。当导引平台10与导引弹体30之间安装视轴存在误差时，图像显示窗口51中的两个十字丝并非重合。根据导引平台跟踪十字丝62与标校装置光管十字丝61之间的相对位置，操作者点击方位角度加按键54、方位角度减按键56、俯仰角度加按键55、俯仰角度减按键57，进而控制导引平台10进行方位和俯仰两个方向的转动。操作者每次点击，导引平台10的角度转动量为0.1°。当导引平台跟踪十字丝62与标校装置光管十字丝61相互重合时，操作者点击标校参数存储按键58，将标校后的角度信息传输给导引平台10中的存储单元。导引平台10每次上电后，自动调取存储单元中的数据进行视轴误差修正。如此操作后即完成了导引平台与弹体之间的视轴安装误差标校工作。

如图4所示，本发明实施例还提供一种应用于导引头的视轴安装误差标校的方法。该视轴误差标校的方法包括七个步骤，具体如下所述。

步骤s1：设计导引弹体安装标校装置结构面和快速标校设备。在该步骤中，导引弹体安装标校装置结构面和快速标校设备的设计精度满足误差精度的要求。

步骤s2：将导引平台的导引平台安装弹体结构面与导引弹体的导引弹体安装导引平台结构面相连接。

步骤s3：将快速标校设备的快速标校装置安装弹体结构面与导引弹体的导引弹体安装标校装置结构面相连接。

步骤s4：将导引平台与快速标校上位机通过数据传输装置相连接，再将导引平台上电。

步骤s5：通过点击操作界面中的按键，控制导引平台的运动，直至图像显示窗口中的导引平台跟踪十字丝与快速标校装置光管十字丝重合。操作界面的按键具体包括按键包括方位角度加按键、方位角度减按键、俯仰角度加按键和俯仰角度减按键。操作者通过点击方位角度加按键、方位角度减按键、俯仰角度加按键、俯仰角度减按键，进而控制导引平台进行方位和俯仰两个方向的转动。操作者每次点击，导引平台的角度转动量为0.1°。

步骤s6：点击操作界面的标校参数存储按键，将标校好的角度修正参数传输给导引平台的存储单元。

步骤s7：将导引平台再次上电，待导引平台自检完成后，观察图像显示窗口中的导引平台跟踪十字丝与快速标校装置光管十字丝是否重合，若重合，则标校完成；否则，返回步骤s5。导引平台每次上电后，自动调取导引平台的存储单元中的数据进行视轴误差修正。

在本发明实施例中，首先在导引弹体的外表面结构上添加外基准安装面，预留基准安装接口，还设计了一种具有中空套筒装的快速标校装置，快速标校装置的一端具有十字丝光管装置，快速标校装置可以套装于导引弹体的外壳上。将导引平台安装于导引弹体上，并将快速标校装置套装于导引弹体上，导引平台通电且与标校上位机进行图像显示和数据通讯，通过控制界面调整导引平台转动角度进行标校，标校完成后将标校误差输入伺服控制电路板存储单元进行存储，系统上电后提取标校误差补偿值，自动进行修正，消除导引平台视轴安装误差并保持正交性，以实现快速精确标校补偿。在本发明实施例中，首先根据误差精度要求，合理设计视轴误差快速标校装置和弹体的机械结构面；其次，在导引平台与弹体相连接后，将快速标校装置套装于弹体安装面上，导引平台与上位机通过数据传输线相连接；最后导引平台上电，通过快速标校界面控制导引平台转动，使得平台跟踪十字丝与标校装置光管十字丝重合，将视轴误差标校角度参数传输给导引平台存储单元，平台再次上电后自动提取标校参数，完成视轴误差角度修正。本发明虽然以应用于于轻小型导引式平台的视轴安装误差标校为例进行说明的，如本领域技术人员所知，本发明的发明思想或具体步骤也可以应用于其他类型的视轴安装误差的标校过程中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。