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1、第6期光学技术No.61999年11月OPTICALTECHNIQUENov.1999文章编号:100221582(1999)0620026204X多个CCD交汇测量系统的理论研究颜树华,叶湘滨,王跃科,黄芝平,吕海宝,杨华勇(国防科技大学机械电子工程与仪器系,湖南长沙 410073)摘要:本文介绍了采用多个线阵CCD组成交汇测量系统的基本原理,导出了测量坐标的计算公式,并利用有关的误差理论对该方法的测量精度进行了详细分析。研究结果表明,多个CCD交汇测量系统能够得到较高的目标捕获几率,同时还能有效地提高坐标测量精度。对大靶面、高速小目标物体的精密测量具有重要意义。关键词:
2、多个CCD;交汇测量系统;坐标测量中图分类号:O47218;P20711 文献标识码:AResearchontheintersectionmeasuringsystemconsistingofmultipleCCDsintheoryYANShu2hua,YEXiang2bin,WANGYue2ke,HUANGZhi2ping,LUHai2bao,YANGHua2yong(DepartmentofMechatronicsandInstruments,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abs
3、tract:ThebasicprincipleoftheintersectionmeasuringsystemwithmultiplelinearrayCCDisde2scribedinthispaper.Thecalculatingequationsformeasuringcoordinatearederivedout.Andthenmeasuringprecisionofthismethodisanalyzedindetailbyusingtherelativeerrortheory.Theinvestigatingresultsshowthatthissystemca
4、nobtainahighertargetcaptiveprobability,andalsocanimprovecoordinatemeasuringpre2cisionefficiently.Ithasanimportantmeaningforprecisionmeasurementofthesmalltargetobjectwithhighspeedinthelargetargetplane.Keywords:multipleCCD;intersectionmeasuringsystem;coordinatemeasurement一、引言二、2CCD交汇测量原理常见的C
5、CD交汇测量系统是由两个线阵CCD交图1为2CCD交汇测量原理示意图。两个CCD摄[1]汇所组成,它具有结构简单、使用方便、实时性强和自像机型号相同,为方便起见,分别称之为CCD21和动化程度高等诸多优点,并已成功地应用于现代靶场中CCD22,成像镜头(Lens)的焦距均为f。以CCD21成像的大型动态飞行目标(比如炮弹弹丸)的跟踪测量。但镜头的中心o1为原点建立交汇系统的坐标系,o1与o2是,由两个CCD所组成的交汇系统对大靶面、高速飞行连线方向为x轴。o1与o2之间相隔的距离为L,两小目标(比如步枪子弹弹丸)的测量却难以得到理想的CCD的光轴A1o1、A2o2共面且位于
6、xo1y平面内,两光结果。其原因主要有二点:一是对过靶目标信号的捕获轴的倾斜角分别为α和β。倾角α和β的符号规定为:率低;二是在大靶面时其坐标测量误差较大。而采用多光轴在两CCD成像镜头中心o1、o2连线之上为正,光个线阵CCD所组成的交汇系统除了可大大提高它对目轴在两CCD成像镜头中心o1、o2连线之下为负(图1标信号的捕获几率外[2],同时对坐标测量精度也有较中α和β均为正)。目标过靶点S在CCD21和CCD22大的改善。上所对应的像点分别为P1和P2,像高分别为h1和本文在分析2CCD交汇测量原理的基础上,推导出h2。h1和h2的符号规定为:像点在光轴(即A1o1或了
7、多个CCD交汇系统测量坐标的表达式,并利用误差A2o2)右边者为正,像点在光轴左边者为负(图1中h1理论的有关知识对坐标测量精度的提高进行了较为详和h2均为负)。令细的分析研究。s1=S1S=x-yctgα(1)X收稿日期:1999201212;收到修改稿日期:1999203217作者简介:颜树华(19692),男,湖南人,长沙国防科技大学机械电子工程与仪器系讲师,硕士,主要从事光电检测的研究。26©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreser
