新世紀(jì)以來,我國(guó)信息化和軍隊(duì)建設(shè)進(jìn)入了新時(shí)代。為了從容應(yīng)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng),需要士兵具有較高的素質(zhì)。這不僅對(duì)個(gè)人提出了嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也對(duì)日常訓(xùn)練提出了高要求,其中瞄準(zhǔn)訓(xùn)練是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。瞄準(zhǔn)訓(xùn)練核心是定位技術(shù),定位精度往往決定訓(xùn)練效果的質(zhì)量。電磁定位系統(tǒng)目前廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)和醫(yī)療手術(shù)導(dǎo)航中,電磁定位系統(tǒng)具有價(jià)格相對(duì)便宜、較大的工作范圍和不受視線遮擋等優(yōu)點(diǎn)。將電磁定位系統(tǒng)的接收傳感器固定在瞄準(zhǔn)設(shè)備上,訓(xùn)練時(shí),傳感器、瞄準(zhǔn)設(shè)備隨訓(xùn)練人員一起移動(dòng),傳感器即可實(shí)時(shí)地跟蹤瞄準(zhǔn)設(shè)備的指向與位置。然而電磁定位系統(tǒng)由于其本身的特性,容易受到外界金屬導(dǎo)體以及其它電磁環(huán)境的干擾,產(chǎn)生較大的定位誤差。課題要求在1.8m的范圍內(nèi),位置坐標(biāo)精度達(dá)到0.5cm,方向角精度達(dá)到0.5°。為了適應(yīng)瞄準(zhǔn)訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)于定位精度的要求,誤差校準(zhǔn)對(duì)于精度的保證起到了舉足輕重的作用。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)工作,從而滿足瞄準(zhǔn)訓(xùn)練系統(tǒng)的精度要求,本文的具體工作如下:構(gòu)建實(shí)驗(yàn)環(huán)境,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析。首先論證方向角誤差變化的規(guī)律,從而確定方向角誤差的校準(zhǔn)方法;其次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,分析當(dāng)前電磁定位系統(tǒng)誤差的分布情況,建立位置和方向角的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù);最后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)40%的X坐標(biāo)、13%的Y坐標(biāo)和4%的Z坐標(biāo)的精度達(dá)到課題指標(biāo),0%的方位角和12%的俯仰角的精度達(dá)到課題指標(biāo),所以校準(zhǔn)是非常必要的。針對(duì)傳統(tǒng)多項(xiàng)式擬合方法直接對(duì)采樣空間中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,不考慮誤差模型趨勢(shì)特點(diǎn)以及校準(zhǔn)后存在某些局部區(qū)域誤差較大等缺點(diǎn),研究對(duì)誤差模型進(jìn)行分段擬合,對(duì)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。通過仿真發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)二、三、四階多項(xiàng)式擬合進(jìn)行對(duì)比分析,提高了定位精度。并與本課題瞄準(zhǔn)仿真訓(xùn)練精度要求進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)91%左右的位置坐標(biāo)達(dá)到指標(biāo)要求,95%的方向角達(dá)到指標(biāo)要求。為了進(jìn)一步提高精度,針對(duì)本文提出的第一種方法校準(zhǔn)之后仍存在遠(yuǎn)距離某些局部區(qū)域無法滿足指標(biāo)要求的問題,對(duì)傳統(tǒng)的鄰點(diǎn)插值算法進(jìn)行改進(jìn),研究一種已經(jīng)應(yīng)用于地理和大氣領(lǐng)域的克里金插值算法。首先對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行Delaunay剖分;然后再對(duì)插值點(diǎn)進(jìn)行搜索,確定其所在四面體;最后再對(duì)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。通過與傳統(tǒng)的反距離插值法和重心坐標(biāo)插值法進(jìn)行對(duì)比分析,克里金插值具有更高的校準(zhǔn)精度,驗(yàn)證了算法的有效性。同時(shí)對(duì)采樣間隔進(jìn)行了量化,仿真發(fā)現(xiàn),當(dāng)采樣間隔為5cm時(shí),99%的位置坐標(biāo)與方向角達(dá)到指標(biāo)要求。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP212.9;O441
【部分圖文】：

系統(tǒng)設(shè)備介紹由 POLHEMUS 公司研發(fā)的一款交流式電磁定位方向角信息。如圖 3.1 所示，它由發(fā)射器、處理可達(dá)到 120Hz，其工作頻率為 10.016KHz，該設(shè)該范圍內(nèi)性能非常可靠，理想條件下，位置靜態(tài).15°。處理單元發(fā)射器接收傳感器電源圖 3.1 FASTRAK 電磁定位系統(tǒng)

需要對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行搭建。實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的金屬設(shè)備與電子設(shè)備移除一步是去除不必要的動(dòng)態(tài)誤差。對(duì)于其與接收器連接到計(jì)算模塊，計(jì)算模塊分驗(yàn)條件，對(duì)于實(shí)驗(yàn)采樣真實(shí)值的測(cè)定沒。這樣成本低，更為簡(jiǎn)便。在木質(zhì)的平，作為真實(shí)空間的標(biāo)定。將一條規(guī)則地架位置，使長(zhǎng)條對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)格紙的中線，對(duì) 軸位置，長(zhǎng)條可沿 Y 軸方向上下移動(dòng)，位系統(tǒng)的發(fā)射器固定在長(zhǎng)條中心位置，用鉛錘將電磁發(fā)射器的原點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)格紙

但是對(duì)于電磁跟蹤器和方向的函數(shù)，即電磁跟蹤器角度的方向角也是有關(guān)系的。但是磁空間的畸變進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)電磁的，只隨其所在的位置而改變[11,1角度誤差規(guī)律，本課題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)角度讀數(shù)值。對(duì)于角度的真實(shí)值，以認(rèn)為借助其他高精度的測(cè)量?jī)x器測(cè)量使用傾角測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，如精度小于 0.1°。哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文
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本文編號(hào)：2836559