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激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法

董登峰 程智 周维虎 纪荣祎 刘鑫

董登峰, 程智, 周维虎, 纪荣祎, 刘鑫. 激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617002-0617002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0617002
引用本文: 董登峰, 程智, 周维虎, 纪荣祎, 刘鑫. 激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617002-0617002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0617002
Dong Dengfeng, Cheng Zhi, Zhou Weihu, Ji Rongyi, Liu Xin. Precise detecting method of target miss-distance for laser tracker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 617002-0617002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0617002
Citation: Dong Dengfeng, Cheng Zhi, Zhou Weihu, Ji Rongyi, Liu Xin. Precise detecting method of target miss-distance for laser tracker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 617002-0617002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0617002

激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617002
基金项目: 

国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ120022)

详细信息
    作者简介:

    董登峰(1981-),男,副研究员,博士,主要从事精密跟踪控制和恣态精密测量方面的研究。Email:dongdengfeng@aoe.ac.cn

  • 中图分类号: TN29

Precise detecting method of target miss-distance for laser tracker

  • 摘要: 激光跟踪仪是一种用于大尺寸空间精密几何坐标测量的重要光学测量仪器。PSD是激光跟踪仪实现对合作目标精密跟踪的脱靶量传感器件,其探测精度直接影响跟踪测量性能。首先,简要介绍了激光跟踪测量系统及基工作原理,然后根据系统需求提出了脱靶量精密探测方案。重点讨论了I/V变换、信号放大、滤波、参数匹配等硬件设计方法以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性,研究提出了基于FPGA和有限状态机的去极值平均滤波算法和扩展除法运算算法分别用于降低噪声干扰与提高测量精度;数据表明在4mm4mm的区域内脱靶量探测稳定度优于2m。采用该方法实现激光跟踪仪对合作目标的动态跟踪,很好地满足了激光跟踪仪的精密快速跟踪需要。
  • [1] Shirinzadeh B, Teoh P L, Tian Y, et al. Laser interferometry-based guidance methodology for high precision positioning of mechanisms and robots[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2010, 26(1): 74-82.
    [2] Soichi Ibaraki, Tomoya Kudo, Tomoaki Yano, et al. Estimation of three-dimensional volumetric errors of machining centers by a tracking interferometers[J]. Precision Engineering, 2015, 39: 179-186.
    [3] Zhou Peisong, Lu Rongsheng, Zhou Weihu, et al. Measurement system for laser tracker's target-missing quantity based on four-quadrant detector[J]. Electro-Optic Technology Application, 2014, 29(1): 75-79.
    [4] Su Yanzhao, Li Aihua, Wang Tao, et al. Visual tracking of moving objects based on piecewise fusion weight and multi-strategy[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 22(12): 3409-3418.
    [5] Song Lin, Cheng Yongmei, Liu Nan, et al. Algorithm of vision tracking for UAV navigation based on multi-constraint KLT[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(10): 2828-2835.
    [6] Liu Jiaoyue, Yang Juqing, Dong Dengfeng, et al. Optoelectronic aiming and orientation system of laser tracker[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(6): 1558-1564.
    [7] Song Dianyou, Liu Tiegen, Ding Xiaokun, et al. Precise PSD micro-displacement online measurement system[J]. Journal of Tianjin University(Science and Technology), 2013, 46(2): 168-173
    [8] Ying Duan, Lan Qin, LianXue, et al. Multi-beam synchronous measurement based on PSD phase detection using frequency-domain multiplexing[C]//SPIE, Sixth International Symposium on Precision Mechanical Measurements, 2013, 8916: 89163C.
    [9] Zhang Yajuan, Qiu Zurong, Li Xinghua, et al. Laser tracking coordinate measurement system based on PSD[J]. Transducer and Micro System Technologies, 2011, 30(7): 116-119.
    [10] Conte J, Santolaria J, Majarena A C, et al. Identification and kinematic calculation of Laser Tracker errors[C]//The Manufacturing Engineering Society International Conference, 2013, 63: 379-387.
    [11] Zhang Min, Liang Yanbing. Experiment on two dimensional quadrilateral position sensing detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2): 459-464.
    [12] Toyomi Fujita. New types of semiconductor image position sensitive device[J]. Optical Engineering, 2009, 48(9): 1-5.
  • [1] 孙俊灵, 马鹏阁, 庞栋栋, 金秋春, 陈新永, 单涛, 陶然.  机载平台动态杂波背景下多脉冲激光距离扩展目标回波滤波算法研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200449-1-20200449-7. doi: 10.3788/IRLA20200449
    [2] 平少栋, 傅云霞, 张丰, 任瑜, 孔明.  镜面反射式激光跟踪干涉测长的测量方法研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210624-1-20210624-7. doi: 10.3788/IRLA20210624
    [3] 王博, 董登峰, 高兴华, 周维虎.  基于主动红外视觉探测的激光跟踪仪目标跟踪恢复方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200254-1-20200254-9. doi: 10.3788/IRLA20200254
    [4] 钟昆, 苏伟, 彭波, 黄莎玲, 李中云.  基于脱靶量的水下目标激光扫描探测模型 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203004-0203004. doi: 10.3788/IRLA202049.0203004
    [5] 王聪, 陈佳夷, 栗孟娟, 王海超, 李斌.  基于干涉测量的Ф1.3 m非球面反射镜定心 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0113001-0113001(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0113001
    [6] 何俊, 张福民, 张画迪, 曲兴华.  基于球心拟合的多边激光跟踪系统自标定方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190438-1-20190438-7. doi: 10.3788/IRLA20190438
    [7] 杨自鹏, 刘敏, 周佑君, 董鹏, 杨传成.  异型载荷适配器工艺方案及精度测量方法研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 72-77. doi: 10.3788/IRLA201948.S117001
    [8] 安其昌, 张景旭, 杨飞, 赵宏超.  GSSMP转动精度的测量与标定 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917004-0917004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0917004
    [9] 杨振, 沈越, 邓勇, 李丛.  基于激光跟踪仪的快速镜面准直与姿态测量方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1017001-1017001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1017001
    [10] 崔成君, 劳达宝, 董登峰, 高强, 周维虎.  飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117001-0117001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0117001
    [11] 安其昌, 张景旭, 杨飞, 孙敬伟.  GSSM系统抖动测量误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 217002-0217002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0217002
    [12] 杨宏韬, 高慧斌, 刘鑫.  基于双重扩展卡尔曼滤波器的共轴跟踪技术研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 531001-0531001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0531001
    [13] 洪天琦, 黄喆, 杨凌辉, 郭思阳, 邹剑, 叶声华.  外部测量装置的捷联惯导对准方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 531002-0531002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0531002
    [14] 王亚丽, 魏振忠, 张广军, 邵明伟.  视觉引导激光跟踪测量系统的Cayley变换校准方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 517001-0517001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0517001
    [15] 李丹妮, 呼丹, 王劲松, 张继明, 安志勇.  火炮偏离角测量数字化系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 317003-0317003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0317003
    [16] 杨飞, 刘国军, 安其昌.  平差理论在大口径光学元件轮廓检测中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2965-2969.
    [17] 王辉, 林德福, 祁载康, 张頔.  时变最优的增强型比例导引及其脱靶量解析解 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 692-698.
    [18] 王辉, 林德福, 祁载康, 杜运理.  目标机动对扩展弹道成型制导系统脱靶量影响分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3339-3346.
    [19] 王辉, 吕瑛洁, 林德福, 张頔.  扩展弹道成型制导系统脱靶量特性分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1322-1329.
    [20] 安其昌, 张景旭, 孙敬伟.  基于极大似然估计的TMT三镜轴系装调 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3002-3007.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-05
  • 修回日期:  2015-11-03
  • 刊出日期:  2016-06-25

激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0617002
    作者简介:

    董登峰(1981-),男,副研究员,博士,主要从事精密跟踪控制和恣态精密测量方面的研究。Email:dongdengfeng@aoe.ac.cn

基金项目:

国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ120022)

  • 中图分类号: TN29

摘要: 激光跟踪仪是一种用于大尺寸空间精密几何坐标测量的重要光学测量仪器。PSD是激光跟踪仪实现对合作目标精密跟踪的脱靶量传感器件,其探测精度直接影响跟踪测量性能。首先,简要介绍了激光跟踪测量系统及基工作原理,然后根据系统需求提出了脱靶量精密探测方案。重点讨论了I/V变换、信号放大、滤波、参数匹配等硬件设计方法以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性,研究提出了基于FPGA和有限状态机的去极值平均滤波算法和扩展除法运算算法分别用于降低噪声干扰与提高测量精度;数据表明在4mm4mm的区域内脱靶量探测稳定度优于2m。采用该方法实现激光跟踪仪对合作目标的动态跟踪,很好地满足了激光跟踪仪的精密快速跟踪需要。

English Abstract

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