發(fā)布時間：2022-02-20 08:45

　　目標空間三維位置檢測在光電測量領(lǐng)域中占據(jù)著不可替代的地位,炸點位置檢測也逐漸成為軍事裝備科研生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)。為了克服現(xiàn)有炸點位置測量技術(shù)存在響應(yīng)速度慢、精度低、系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷,本文設(shè)計了一種基于PSD的炸點空間位置測量系統(tǒng)。具體采用位置敏感探測器PSD作為傳感器,炸點的有效光信號經(jīng)過會聚鏡頭分別成像在兩個PSD的光敏面上,經(jīng)過信號處理電路得到有效光點的二維像坐標,結(jié)合兩個PSD傳感單元之間已知的相對位置關(guān)系就可以解算得到炸點的空間三維坐標。本文的研究內(nèi)容和工作主要包括:1.提出了采用雙PSD傳感器的炸點空間位置測量方法,研究了平行光軸空間位置測量理論模型并完成了光學(xué)成像系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)計算,在此基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)的總體測量方案。2.設(shè)計了基于PSD半導(dǎo)體原理的信號處理電路,以及基于USB（ARM）控制系統(tǒng)結(jié)合復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD的嵌入式系統(tǒng),該系統(tǒng)作為中央控制單元完成了采集過程中的信號控制與切換、數(shù)據(jù)存儲與解算等步驟。同時為了滿足測量需要,設(shè)計并調(diào)試了測量輔助單元和標定測試單元。3.開發(fā)了基于USB（ARM）控制系統(tǒng)的CPLD邏輯控制時序,完成了下位機與上位機的軟件編程,實現(xiàn)了人機... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 PSD的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域
        1.2.1 國內(nèi)外PSD的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 PSD的具體應(yīng)用領(lǐng)域
    1.3 PSD測量中去除背景光和暗電流的方法
    1.4 論文主要工作內(nèi)容
第2章 測量系統(tǒng)原理與方案設(shè)計
    2.1 測量系統(tǒng)的技術(shù)要求
    2.2 PSD基本特性
        2.2.1 PSD的基本工作原理
        2.2.2 PSD的基本結(jié)構(gòu)
        2.2.3 PSD的性能指標
    2.3 基于雙PSD的炸點空間位置測量理論模型
        2.3.1 雙PSD平行光軸測量理論模型
        2.3.2 雙PSD交匯光軸測量理論模型
    2.4 測量系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與硬件設(shè)計
    3.1 光電探測單元設(shè)計
        3.1.1 光電探測器的選型
        3.1.2 成像鏡頭的選型
        3.1.3 光學(xué)成像系統(tǒng)參數(shù)計算
        3.1.4 信號處理電路
    3.2 中央控制單元設(shè)計
    3.3 測量輔助單元設(shè)計
    3.4 標定測試單元設(shè)計
        3.4.1 高功率LED的選型
        3.4.2 閃光控制器
        3.4.3 成像鏡頭焦距的標定
        3.4.4 PSD探測器間距的標定
        3.4.5 位置參考點的標定
    3.5 本章小結(jié)
第4章 控制單元與軟件設(shè)計
    4.1 主控系統(tǒng)
        4.1.1 USB控制系統(tǒng)
        4.1.2 ARM控制系統(tǒng)
    4.2 CPLD邏輯控制單元
        4.2.1 AD轉(zhuǎn)換控制時序
        4.2.2 FIFO緩存控制時序
    4.3 下位機程序設(shè)計
        4.3.1 USB固件編程框架
        4.3.2 下位機程序
    4.4 上位機軟件設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實驗與誤差分析
    5.1 系統(tǒng)預(yù)置實驗
        5.1.1 系統(tǒng)噪聲檢測實驗
        5.1.2 系統(tǒng)響應(yīng)速度檢測實驗
        5.1.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性驗證實驗
    5.2 位置測量實驗
    5.3 誤差分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]基于PSD的高速鐵路路基凍脹遠程監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 鄔成健.北京交通大學(xué) 2016
[6]聲學(xué)炸點測量系統(tǒng)研究[D]. 趙芮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[7]空中炸點三維坐標定位技術(shù)研究[D]. 賈添丹.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[8]群發(fā)炮彈炸點自動識別與定位技術(shù)研究[D]. 程君.華中科技大學(xué) 2016
[9]基于DSP平臺的位姿解算算法研究[D]. 馮禹.天津大學(xué) 2016
[10]基于PSD的自動校炮技術(shù)研究[D]. 陳冉.南京理工大學(xué) 2013



本文編號：3634685