[发明专利]一种火箭发动机喷管运动视觉测量方法及该方法中使用的便携式红外发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及火箭发动机喷管运动视觉测量领域，具体涉及火箭发动机喷管运动视觉测量中的红外发光装置领域。

背景技术

火箭发动机喷管的运动参数（如摆心、摆角）测量是火箭、导弹的姿态与弹道控制、射程和落点准确性的重要质量保证。现有的火箭发动机冷热试车过程中，采用的办法是用旋转电位计测量运动伺服控制杆的角位移，然后经几何换算得到喷管的运动参数，这是一种间接测量，仍存在较大的测量误差。目前采用合作目标的视觉方法已能实现模拟喷管的运动参数测量，这里的合作目标可采用由漫反射材料制成的被动式合作目标，也可以是本身为发光光源的主动式合作目标。由于火箭发动机的冷热试车过程与模拟喷管工作条件存在巨大差异（如冷热试车现场喷管在日光或火焰照射条件下表面存在大量反光点，而且相机通常布置在距离喷管较远处），导致相机图像平面上无法正确的识别上述合作目标。

发明内容

本发明为了解决在对火箭发动机喷管的运动参数进行测量时，由于喷管在火箭发动机的冷热试车过程与模拟喷管工作条件存在巨大差异，导致相机图像平面上无法正确的识别合作目标的问题，提出了一种火箭发动机喷管运动视觉测量方法及该方法中使用的便携式红外发光装置。

一种火箭发动机喷管运动视觉测量方法包括以下步骤：

步骤一、在火箭发动机喷管外表面布置多个红外发光点，

步骤二、在图像采集设备的镜头之前设置红外滤光片，

步骤三、将图像采集设备的图像采集信号输出端与视觉测量系统控制计算机的图像采集信号输入端连接，

步骤四、将图像采集设备的镜头对准红外发光点，

步骤五、图像采集设备对运动中的火箭发动机喷管外表面的多个红外发光点进行图像采集，并将采集到的图像发送至视觉测量系统控制计算机中，

步骤六、视觉测量系统控制计算机对图像进行分析和计算，从而得到火箭发动机喷管的摆心、摆角和角速度的数值，实现对火箭发动机喷管运动视觉测量的目的。

红外发光点采用便携式红外发光装置实现，所述便携式红外发光装置包括红外LED、LED驱动电路和壳体，所述LED驱动电路用于驱动红外LED发光，且LED驱动电路集成在电路板上，并安装在壳体内，

LED驱动电路包括电源VCC、定值电阻、可调电阻、恒流芯片、拨动开关和MiniUSB充电接口，可调电阻的一端与红外LED的正极连接，可调电阻的另一端与定值电阻的一端连接，定值电阻的另一端与恒流芯片的恒定红外LED电流设置端连接，红外LED的负极与恒流芯片的红外LED负极连接端连接，电源VCC的正极经过拨动开关与恒流芯片的电源VDD正极端连接，恒流芯片的接地端与电源VCC的负极同时接地，MiniUSB充电接口与电源VCC的充电端口连接，

壳体包括壳身、底座和顶盖，所述壳身的上端面侧壁和下端面侧壁均加工有螺纹，底座的内壁和顶盖的内壁也加工有螺纹，顶盖与壳身通过螺纹固定连接，底座与壳身通过螺纹固定连接，所述壳身通过挡板分为两层，电源VCC、定值电阻、可调电阻、拨动开关、MiniUSB充电接口和恒流芯片集成在电路板上，并放置在壳身的下层，红外LED放置在壳身的上层，挡板上开有穿线通孔，与红外LED连接的导线均穿过穿线通孔与红外LED连接，壳身的侧壁开有两个通孔，MiniUSB充电接口固定在一个通孔中，拨动开关的手柄固定在另一个通孔中，顶盖的中心开有通孔，红外LED固定在所述顶盖中心的通孔中。

有益效果：本发明克服了现有技术偏见，采用了人们由于技术偏见而舍弃的技术手段，本发明所提出的火箭发动机喷管运动视觉测量方法步骤简单，便携式红外发光装置中的LED驱动电路结构简单，将LED驱动电路集成在电路板上，并设置在壳体中可以保护电路不会受到外力而导致线路破坏，通过MiniUSB充电接口对电源的重复充电保证了电路的正常使用，MiniUSB充电接口可以与一般的手机充电器连接，不需要特定的充电装置即可完成充电，使用方便，手动调整拨动开关的开关状态实现电路工作状态的切换，同时，将MiniUSB充电接口和拨动开关固定在壳身侧壁的通孔中，技术人员可以不需要拆卸壳体即可实现充电和开关工作，红外LED的工作电流通过调节可调电阻即可调节，使本发明所述的LED驱动电路在结构简单的前提下能够保证良好的发光效果，将本发明所述的发光装置安装在火箭发动机喷管上，通过2台以上安装有红外滤光片的高速相机和计算机即可实现对火箭发动机喷管运动状态的检测，从而获得火箭发动机喷管的摆心、摆角和角速度的数值，实现对火箭发动机喷管运动视觉测量的目的，测量步骤简单，同时使测量精度提高了10%以上。

附图说明