机载导航白天星敏感器的探测性能及总体设计

理论分析和试验研究了机载导航白天星敏感器的探测性能,建立了白天观星的信噪比和调制度在噪声影响下的数学模型,对比了焦距一定,不同人瞳直径和入瞳直径一定,不同焦距情况下的计算结果.归纳了光学系统的性能要求及系统参数对探测效果的影响,得出光学系统相对孔径为1/15较为合适的结论.在此基础上提出了用于3等星全天时观测的白天星敏...     

基于圆柱凸轮的同轴变速传动机构

针对常规传动方式在径向空间较小情况下难以实现同轴旋转运动的变速功能,提出了一种基于圆柱凸轮的同轴变速传动机构。以变焦距镜头的结构为基础,结合使用两个圆柱凸轮,在主、从动凸轮上开出螺旋线槽,使从动凸轮螺旋线槽导程为主动凸轮螺旋线槽导程的n倍,从而实现速比为n的变速传动。对机构的传动效率和传动精度进行分析,得出主动凸轮螺旋线槽的螺旋升角与传动效率和传动精度的关系及相关规律。在实验室对机构的传动精度进行了测试,结果表明其速比精度在1.6%以内。此机构结构紧凑,能够自锁且精度较高。     

斜视航空相机的斜距离焦补偿

针对斜视航空相机成像时产生的离焦,设计了相应的调焦机构以补偿斜距离焦量。分析了斜距离焦原理,得出了斜距离焦补偿量的计算公式,并提出采用凸轮机构对斜距离焦量进行补偿。考虑传统的基于偏心凸轮的斜距调焦机构的理论模型具有数学近似的缺点,设计了理论模型没有进行数学近似的基于圆柱凸轮的斜距调焦机构。由于斜距调焦机构设计时是基于某一典型高度,当相机工作于其他高度时会产生剩余离焦量,文中分析了剩余离焦量产生的原因、处理方法和处理流程,从而使斜距离焦量在相机所有工作高度和扫描角范围内均得到补偿,为相机获得高质量图像提供了条件。最后,在实验室利用平行光管模拟了不同物距的成像,验证了提出的斜距调焦机构的有效性和准确性。     

高分辨率傅里叶变换透镜

在研究傅里叶变换透镜理论的基础上,根据某微粒子观测实验的要求和几何光学像差理论,得出了高分辨率傅里叶透镜的初始参数,分析了系统的消像差方法,并应用ZEMAX软件设计了满足要求的工作波长为532 nm的傅里叶变换透镜。在光机结构设计中,为减少外界环境对成像质量的影响,在频谱面处设计了光阑和低真空腔。工程分析和实验结果表明,抽真空引起的光学间距变化对该系统的成像质量基本没有影响,用目视显微镜法检测系统的分辨率为2.81 μm。该系统可以保持12 h的低真空(100 Pa以下),并且已成功应用于某微粒子观测实验。     

R-C光学系统的计算机辅助装调

R-C光学系统是现代光学工程中常用的光学系统,以某一R-C光学系统为例,对其计算机辅助装调技术进行了研究。分析了R-C系统装调理论,确定以主镜为装调基准,调整次镜五个自由度的装调方法,建立起次镜失调量与系统Zernike系数的关系,以此指导装调工作,达到明确装调方向、缩短装调周期的目的。整机光学系统的波像差RMS值优于1/10波长,达到了成像质量的要求。对相机进行实验室和地面外场成像,获得的图像图像清晰,层次丰富,验证了装调工作的正确性。     

基于PCI总线的CMOS图像传感器OV6620的驱动设计

设计了一种基于PCI总线的CMOS图像传感器OV6620的驱动系统,详细介绍了PCI总线及其芯片PCI9054的特点及应用,给出了PCI总线的驱动程序和应用程序的设计方法。讨论了CMOS图像传感器OV6620的驱动研究,给出了FPGA对OV6620的驱动设计和时序。实验结果表明,基于PCI总线的图像采集系统可以大幅提高图像数据的传输速度,解决了图像采集的瓶颈问题。     

机载立体测绘相机滚转轴伺服系统的辨识与设计

从时域和频域两方面研究了机载立体测绘相机三轴稳定平台中旋转行程较小的滚转轴伺服系统的辨识与设计问题.在时域方面提出了一种基于遗传算法的辨识方法,讨论了遗传算法的原理与设计;在频域方面提出了一种根据闭环频率特性测量数据求取系统开环频率特性的方法,解决了滚转轴伺服系统由于旋转行程狭小而引起的开环频率特性难以直接测量的困难....     

水平双轴回转电火花加工工艺规律的实验研究

水平双轴回转电火花加工是一种新的电火花加工方法，本文通过实验研究，分析了不同影响因素对其加工速度、电极相对损耗及加工表面粗糙度的影响规律，为加工实验提供了依据。     

机载光电平台内框架刚度及模态有限元分析

机载光电平台采用四框架二轴结构,它克服了二框架结构不能垂直对地跟踪的缺点,并提高了跟踪精度,随着精度的提高对框架的要求越来越高.应用有限元模态分析理论,对平台内框架的动态特性进行研究.在UG平台建立内框架三维实体模型,并对框架结构进行合理的简化.通过Patran有限元分析软件前后处理功能对框架采用合理单元进行网格划分,并建立有限元模型.计算出其前10阶固有频率和振型,根据计算的结果找出其结构的薄弱环节,提出改进方案并重新分析.另外,采用新型铝基复合材料以达到提高框架刚度和谐振频率从而达到提高整个平台精度的目的.最后对比三种分析的结果选出最优方案.     

借助于星点标定相机的内方位元素

为满足单个或一批次测绘相机的标定,提出了一种利用已知坐标值的星点对测绘相机进行标定的方法。介绍了该方法的原理以及计算步骤,给出了实验过程。该方法建立在小孔成像的基础上,通过各个坐标系的相互转换,建立起星点坐标和像素坐标之间的联系,以此求解相机内方位元素。与基于平行光管和精密转台的精密测角法相比,该方法不需要昂贵的实验设备,且简化了标定步骤。最后,对标定精度进行了分析,讨论了噪声扰动和已知内方位元素误差对标定结果的影响。分析结果表明,采用该标定方法,相机的主点精度优于3μm(1/3pixel),主距精度优于7μm(小于1pix-el),满足标定精度要求。