[发明专利]一种近距离飞行目标姿态测量系统

说明书

技术领域

本发明属于飞行目标姿态测量技术领域，特别是涉及一种近距离飞行目标姿态测量系统。

背景技术

在靶场测量中多为快、小、多的飞行目标。一般飞行目标需要测量位置、速度、姿态、脱靶量等参数，小、快，全天候飞行目标测量难度大，是集合光学成像、伺服跟踪、高速摄录、高速存储、数学分析于一体的技术集合。

一种方式是经纬仪跟踪测量方式，跟踪设备布设在安全区，远距离对飞行目标成像并跟随目标摄像，但往往把目标近似于点目标，对位置和速度参数可很好测量，但对姿态测量难度大，如王旻著《外视场拼接测量技术及其实现》中所涉及，为扩大视场范围采取了拼接方式。但对于诸如子母弹爆破，多、小目标成像，仍然效果不理想。

另一种方法是凝视法，应用双目或多目凝视测量目标。李明晶所著文献《小_暗_多_快目标的分布式主动测量系统布站概念研究》P15-40；详细介绍了双目以及多目测量的原理及布设方式，这种方式可以近距离测量目标，还介绍了可确定所摄入目标的脱靶量、速度、位置、姿态等参数计算方法，但此文献并未涉及具体系统设计问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种低成本，被毁伤后可以被随时更换的飞行目标姿态测量系统，具有低成本、高速成像、激光照明、远距离无人值守的特点的近距离飞行目标姿态测量系统。

本发明所采用的技术解决方案是一种近距离飞行目标姿态测量系统，包括前端凝视系统和后端处理及存储系统，以及连接这两个系统的光纤传输系统，所述前端凝视系统包括，激光主动照明部分，电子部分和光学系统，所述的激光主动照明部分的输入端与电子部分的输出端相连接，所述的光学部分的输入输出端与电子部分的输入输出端相连接；所述后端存储及处理系统包括计算机，采集卡和存储卡。

所述的电子部分的控制部分FPGA和单片机组成的控制器、COMS摄像机、步进电机、激光器和电源模块，所述的控制器包括：控制激光器的开关作为主动照明的光源的激光发射控制模块，控制高速CMOS摄像机模块摄入高速目标的CMOS摄像机模块，控制步进电机模块以便调整凝视系统镜头的姿态的步进电机控制模块和光纤传输模块；所述的COMS摄像机的输入输出端与CMOS摄像机模块的输入输出端相连接，所述的步进电机的输入输出端与步进电机控制模块的输入输出端相连接，所述的激光器的输入输出端与激光发射控制模块的输入输出端相连接，所述的电源模块的输出端分别于与控制器、COMS摄像机、步进电机和激光器的输入端相连接。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

一、提供了一种方法，利用低价凝视设备在靶场内布设以便测量飞行目标姿态，如果被毁伤则更换前端凝视设备即可，解决难于近距离测量具有毁伤性的飞行目标的问题。

二、前端凝视系统模块化设计，结构简单，成本低廉。

三、利用光纤做多路凝视系统的分布式布设，而存储、处理系统在则放置在安全区内，利用光纤传输，完成对高速运动目标的远程实时图像存储以及姿态测量。

四、前端凝视系统的电子设计部分，由FPGA+单片的构成，通过程序控制前端凝视设备的运转，设计具有独创性。

附图说明    

图1是本发明系统示意图；

图2是本发明电子部分示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1至图2所示：一种近距离飞行目标姿态测量系统，包括前端凝视系统和后端处理及存储系统，以及连接这两个系统的光纤传输系统，所述前端凝视系统包括，激光主动照明部分，电子部分和光学系统，所述的激光主动照明部分的输入端与电子部分的输出端相连接，所述的光学部分的输入输出端与电子部分的输入输出端相连接；所述后端存储及处理系统包括计算机，采集卡和存储卡。激光主动照明部分主要由多个红外激光二极管（LD）阵列组成，前连接光学部分，后受电子部分信号控制。其中采集卡的接口应为光纤接口，所输入信号是光纤传输系统所输送的数据。存储卡的作用是对采集卡所接收的数据进行高速存储，由于本系统的带宽高，约为800MB/s，所以存储卡应用FLASH磁盘阵列构建。