基于回转体转角高精度测量装置的标定方法

　　0 引 言

　　动态角度测量的精度直接影响陆用车载武器[1-2]对瞄准目标的首发命中准确性。回转体转角的测量主要应用在车载炮塔角度的测量，为了保障回转体转角测量装置测得值的准确精度，需要一个准确的参考值来标定测量值，使转角测量系统测得的值精度更高，在国内进行外场检测还不能经常性地进行，因此在室内完成仪器的性能检测、验证测角精度指标是十分重要的。西安光机所早在 20 世纪 80 年代就已经研制了用于室内检测角度的光电调整方法，光电调整方法由于具有测量准确度高和非接触测量的特点，本文提出了一种光电自准直回转体转角高精度测量的标定方法。光学自准直成像测微仪器标定系统选用自准直平行光管和标准的四棱镜，为回转体转角测量装置提供标定值; 自准直平行光管用来提供检测目标，标准的四棱镜用来标定模拟炮塔转台的真值，最后为回转体转台提供准确的标定值[3]。

　　1 转角测量装置工作原理及标定方法

　　1. 1 测角装置工作原理

　　回转体转角高精度测量装置由回转体组件、光学成像系统、合作目标、图像处理及显示系统组成。测角装置结构图如图 1 所示。

　　回转体组件由回转体转台和回转体底盘组成，光学成像系统由编码的合作目标和 CCD 摄像机组成，其中二进制编码的合作目标布局于被测回转体转台端面上。CCD 摄像机由　　光学组件、CCD 及辅助装置等构成。利用 CCD 摄像机对编码合作目标进行探测，通过图像采集与处理、角度计算解算出被测编码合作目标的信息如图 2 所示，根据编码合作目　　标在 CCD 视场中的移动来确定转台转过的角度。

　　1. 2 动态转角测量装置标定方法分析

　　自准直仪( 又称自准直平行光管) 是一种应用光学自准直成像测微原理工作的高精度测试仪器。它利用光学自准直法，把角度量变换成线性量，然后用测微器测出其线性变化而间接地把角度量检测出来的方法来进行角度测量。由于它具有较高的准确度和测量分辨力，因而被广泛应用于精密的测量标定中。基于激光自准直原理的自准直仪是用于小角度测量或可转换为小角度测量的一种常用计量测试仪器。但是该装置只能进行静态及小角度测量，它被广泛应用于小角度测量、导轨的平直度与平行度测量、精密定位、自动角度定位环集成等方面。平行光管是装校、调整光学仪器的重要工具，也是光学量度仪器中的重要组成部分。配以不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，平行光管可以测定透镜组的　　焦距，鉴别率，及其他成像质量。通过光管上的目镜观察，可以检测直线度、平面度等表面几何形状误差，以及不平行度和不垂直度等相对位置的偏差和微小角度的位移[5]。