林新東，冉 沖，鐘織富，孟 浩，畢浩然，梅天燦，仲思東,2

(1.武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院，武漢 430079；2.測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430079；3.湖北三江航天江北機(jī)械工程有限公司，孝感 432000)

0 引言

固體發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管的空間位姿測(cè)量是測(cè)試矢量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要步驟之一，為發(fā)動(dòng)機(jī)的研究和設(shè)計(jì)提供了可靠的數(shù)據(jù)，對(duì)火箭飛行姿態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量的控制具有重要意義[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量的研究較少，且現(xiàn)有的擺動(dòng)噴管空間位姿測(cè)量技術(shù)由于缺乏針對(duì)性的專用設(shè)備，實(shí)際操作起來(lái)較為困難，無(wú)法滿足噴管的實(shí)際測(cè)量要求[3]。

SEELY等[4]介紹了一種噴管擺角激光測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量方案使用了激光二極管和位移敏感探測(cè)器，但是并未給出具體的擺角測(cè)量方法。針對(duì)固體火箭噴管的擺心偏移等問(wèn)題，DONAT[5]進(jìn)行了深入的研究。文獻(xiàn)[6]對(duì)噴管擺角測(cè)量的不確定度進(jìn)行了分析，指出擺角標(biāo)定精度對(duì)測(cè)量精度影響最大。后續(xù)馬新宇等[7]提出了一種集高精度零位桿、位移傳感器、采集器等一體的噴管擺角測(cè)量方案，該方案雖然能夠通過(guò)電腦操縱即可完成測(cè)量，但是依舊存在接觸式測(cè)量效率低、測(cè)量精度受測(cè)量頭精度影響、測(cè)量一致性差等缺點(diǎn)。文獻(xiàn)[8]提出了一套基于雙目視覺(jué)的火箭噴管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)基于雙截面的噴管擺心測(cè)量方法和基于投影的噴管擺角測(cè)量方法來(lái)確定擺心和擺角。此方案繁瑣之處在于每次測(cè)量之前都需要調(diào)整雙目相機(jī)系統(tǒng)的位置并完成標(biāo)定，而且不能同步數(shù)據(jù)采集。文獻(xiàn)[9]提出的紅外光電探測(cè)方案通過(guò)紅外LED發(fā)光板和裝有紅外濾光片的高速相機(jī)來(lái)完成噴管表面大量目標(biāo)物三維坐標(biāo)的測(cè)定，通過(guò)圓錐曲面擬合得到噴管軸線，以大量瞬時(shí)轉(zhuǎn)軸擬合得到擺動(dòng)軸，將噴管軸線和擺動(dòng)軸的公垂線與軸線的交點(diǎn)作為擺心，并且實(shí)現(xiàn)了同步數(shù)據(jù)采集。

基于機(jī)器視覺(jué)的測(cè)量方案越來(lái)越多地應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管空間位姿測(cè)量[10]。機(jī)器視覺(jué)方案通過(guò)使用攝像機(jī)拍攝被測(cè)目標(biāo)的單幀或序列圖像，然后利用圖像處理、圖像分析等技術(shù)來(lái)測(cè)量目標(biāo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。視覺(jué)測(cè)量屬于非接觸測(cè)量范疇，在測(cè)量過(guò)程中對(duì)目標(biāo)沒(méi)有影響，可以在復(fù)雜環(huán)境下工作。因此，它適用于動(dòng)態(tài)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量，具有較高的測(cè)量精度和可靠性[11]。

本文提出了一種基于攝影測(cè)量+機(jī)器視覺(jué)的實(shí)時(shí)測(cè)量方案。首先，確定視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)系與噴管運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，采用單目相機(jī)對(duì)靶標(biāo)實(shí)時(shí)成像，得到靶標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡。由于靶標(biāo)是人為設(shè)定好的，因此可以根據(jù)后續(xù)的圖像處理情況以及定位跟蹤情況，對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求。然后，對(duì)靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行曲線(面)擬合，采用截面法得到擺動(dòng)噴管的瞬時(shí)擺軸。最后，建立噴管擺動(dòng)瞬時(shí)軸線和擺心、擺角的計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)噴管運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量。

1 擺動(dòng)噴管位姿測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 噴管位姿測(cè)量總體方案

在擺動(dòng)噴管和驅(qū)動(dòng)擺桿上放置靶標(biāo)物——靶標(biāo)1和靶標(biāo)2，理想中的靶標(biāo)放置位置應(yīng)在驅(qū)動(dòng)擺桿所在的中心參考擺動(dòng)軸線上，如圖1所示。在噴管和驅(qū)動(dòng)擺桿運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，使用單目相機(jī)對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)成像，通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)，如二值化、輪廓提取等，對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行定位與跟蹤，計(jì)算出兩個(gè)靶標(biāo)的三維位移，即得到驅(qū)動(dòng)擺桿和噴管的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。

圖1 整體測(cè)量方案硬件組成

柔性接頭在受壓情況下，由于彈性材料會(huì)反生應(yīng)變，其擺心在擺動(dòng)過(guò)程當(dāng)中有一定的漂移。漂移程度和壓強(qiáng)、擺角大小等因素有關(guān)，這種現(xiàn)象稱為擺心漂移[12]?；谏鲜隼碚摚瑢?duì)火箭噴管擺心和擺角的測(cè)量均離不開(kāi)對(duì)噴管軸線的準(zhǔn)確定位。本文通過(guò)對(duì)靶標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行擬合，以相鄰點(diǎn)連線的中垂線作為瞬時(shí)軸線，利用瞬時(shí)軸線過(guò)擺心這一特點(diǎn)，瞬時(shí)軸線兩兩相交的交點(diǎn)為擺心[13]。

1.2 單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)

式中k為比例系數(shù)；b為瞬時(shí)軸線與Zw軸截距，為常數(shù)項(xiàng)。

圖2 靶標(biāo)示意圖

本測(cè)量方案依賴于單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)[14]。機(jī)器視覺(jué)測(cè)量通過(guò)鏡頭和相機(jī)實(shí)時(shí)完成對(duì)靶標(biāo)圖像的采集，并將采集的圖像進(jìn)行數(shù)字圖像處理，得到靶標(biāo)物的實(shí)時(shí)三維運(yùn)動(dòng)軌跡。

“‘萬(wàn)’就是要利用3年的時(shí)間服務(wù)1萬(wàn)戶種植大戶，這些大戶包括家庭農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社、公司化經(jīng)營(yíng)的種植基地，這是我們目標(biāo)客戶的調(diào)整。”楊福旺表示，對(duì)這些大戶，天脊集團(tuán)要進(jìn)行更加精細(xì)化的服務(wù)措施，幫助這些大戶節(jié)約成本，生產(chǎn)出高品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。

2 測(cè)量原理

為了進(jìn)一步探究微滴包埋實(shí)驗(yàn)中碳納米管纖維和樹(shù)脂微滴之間的破壞機(jī)理,利用掃描電子顯微鏡對(duì)微滴發(fā)生滑移后的樣品進(jìn)行觀察,SEM圖如圖5所示.在滑移后的微滴端部,可以清晰地看到被少量樹(shù)脂包覆的碳納米管.這一現(xiàn)象表明,在微滴樣品制備過(guò)程中,樹(shù)脂基體部分進(jìn)入碳納米管纖維的表面空隙中,致使微滴在滑移過(guò)程中將部分碳納米管從纖維表面剝離.

2.1 單目視覺(jué)測(cè)量原理

相機(jī)成像原理可以簡(jiǎn)化為小孔成像。圖3為小孔成像模型。

高中物理教師在進(jìn)行學(xué)生探究的過(guò)程中，要抓住物理知識(shí)的本質(zhì)規(guī)律，讓學(xué)生的探究能力能夠進(jìn)一步的發(fā)展和提升，而不是在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題上進(jìn)行來(lái)回的探討，既浪費(fèi)時(shí)間，也降低了學(xué)生的探究效率.注重知識(shí)本質(zhì)，淡化細(xì)節(jié)問(wèn)題，可以更有效的讓學(xué)生掌握物理知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)，從而提升學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到高效教學(xué)的目的.

圖3 小孔成像模型

其中，(o-uv)為以像素為單位的坐標(biāo)系，o為像平面中心點(diǎn)即為圖像主點(diǎn)；(o-xy)以圖像主點(diǎn)o為原點(diǎn)，以mm為單位建立的圖像坐標(biāo)系；(O-XYZ)為相機(jī)坐標(biāo)系，O為相機(jī)光心，Z軸與光軸重合，指向相機(jī)外側(cè)；(O-XwYwZw)是世界坐標(biāo)系。設(shè)靶標(biāo)經(jīng)相機(jī)成像在像平面上后的圓心距為l，靶標(biāo)在光軸方向上的位移量為

(1)

式中Z為相機(jī)到靶標(biāo)所在平面的距離；f為相機(jī)焦距；u為相機(jī)每個(gè)像素的尺寸；N為靶標(biāo)圖像的圓心距所占的像素個(gè)數(shù)。

本方案所使用的人為設(shè)置靶標(biāo)可以針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證不影響被測(cè)主體的前提下，合理設(shè)計(jì)靶標(biāo)可以有效提高測(cè)量效率和精度。

由于柔性接頭的擺心并不固定，而是會(huì)受到壓強(qiáng)、溫度等環(huán)境因素的影響，擺心會(huì)漂移，因此更關(guān)注的是擺心集中分布的區(qū)間。在剔除偏離程度很大的異常點(diǎn)之后，得到x、z兩個(gè)方向上的頻數(shù)分布直方圖，如圖9所示。本文做了量化統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)了90%的點(diǎn)落在的區(qū)間為：x∈[-0.6,0.7]，z∈[-289.8,-276.2](單位:mm)。

噴管擺動(dòng)過(guò)程中，某一時(shí)刻t采集的圖像與起始時(shí)刻t0采集的圖像中，靶標(biāo)在像平面上的位移量在(o-xy)圖像坐標(biāo)系下為Δx和Δy，在世界坐標(biāo)系(O-XwYwZw)下的位移量為ΔX和ΔY，則有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：

(2)

建立以t0時(shí)刻靶標(biāo)初始點(diǎn)為原點(diǎn)的世界坐標(biāo)系，由式(1)、式(2)可以測(cè)量出靶標(biāo)在三個(gè)坐標(biāo)軸的方向上的位移量，得到了t時(shí)刻靶標(biāo)的世界坐標(biāo)。

測(cè)量原理包括單目視覺(jué)測(cè)量原理和固體發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管瞬時(shí)軸線測(cè)量原理。

2.2 噴管軸線測(cè)量原理

火箭噴管圍繞擺心擺動(dòng)，且任意時(shí)刻的瞬時(shí)軸線過(guò)擺心。將靶標(biāo)放置在驅(qū)動(dòng)擺桿上，使用伺服液壓作動(dòng)器使驅(qū)動(dòng)擺桿帶動(dòng)噴管在平面周期擺動(dòng)，其擺動(dòng)示意圖如圖4所示。

目前，公認(rèn)具有這一能力的姑娘是信小呆。上一個(gè)這樣的平民女神還是楊超越。窮苦出身，唱跳欠佳，卻能依靠粉絲投票在選秀中名列前茅。于是，被網(wǎng)友奉為“躺贏”的錦鯉，好運(yùn)的象征。

5.7.3 呼吸困難 進(jìn)行膈神經(jīng)移位術(shù)后要嚴(yán)密觀察呼吸情況并進(jìn)行氧飽和度的監(jiān)測(cè)。呼吸困難嚴(yán)重時(shí)可使用正壓呼吸機(jī)輔助通氣，加強(qiáng)腹式呼吸訓(xùn)練，刺激神經(jīng)恢復(fù)，逐漸脫機(jī)恢復(fù)自主呼吸。

(Xi-X0)Z+(Z0-Zi)X+X0(Zi-Z0)+Z0(X0-Xi)=0

(3)

圖4 噴管平面周期擺動(dòng)

由ti和ti+1時(shí)刻求得的瞬時(shí)擺軸滿足以下公式：

木犀草素·4，4′-聯(lián)吡啶藥物共晶對(duì)小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7的抗炎作用研究 ……………………………… 劉立新等（5）：602

(4)

本文主要針對(duì)柔性噴管在不同壓強(qiáng)下周期擺動(dòng)的可靠性測(cè)試，圖2為人為設(shè)置的靶標(biāo)示意圖，圓直徑d和圓心距D已知。

噴管周期擺動(dòng)時(shí)，以起始點(diǎn)t0=0時(shí)刻靶標(biāo)位置為原點(diǎn)建立世界坐標(biāo)系Ow-XwZw，使用單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)確定靶標(biāo)位置坐標(biāo)。靶標(biāo)在任意時(shí)刻ti(i≠0)的坐標(biāo)設(shè)為(Xi,Zi),擺心坐標(biāo)設(shè)為(X0,Z0)。則ti時(shí)刻的瞬時(shí)擺軸表達(dá)式為

系統(tǒng)通過(guò)錄入河道等級(jí)、起訖點(diǎn)、長(zhǎng)度基本信息，通過(guò)實(shí)時(shí)觀測(cè)反饋閘站內(nèi)外水位、雨量信息，以定位查看、查詢?cè)斍?，通過(guò)河道漂浮物和保潔船只的實(shí)時(shí)監(jiān)控，整合現(xiàn)有保潔船GPS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)保潔船的統(tǒng)一管理，并對(duì)主要河道水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，合理有序調(diào)度河道保潔船只和河道自凈工程設(shè)備進(jìn)行河道保潔和水環(huán)境治理，實(shí)現(xiàn)河道及水源地的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)預(yù)警、實(shí)時(shí)調(diào)度與應(yīng)急處理。

實(shí)際情形中，噴管不止在一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)，而是空間擺動(dòng)。為解決噴管空間擺動(dòng)時(shí)擺心擺角的測(cè)量問(wèn)題，在噴管平面周期擺動(dòng)測(cè)量的基礎(chǔ)上，加裝一個(gè)靶標(biāo)物。其擺動(dòng)示意圖如圖5所示。

靶標(biāo)的理想位置應(yīng)在驅(qū)動(dòng)擺桿的中心參考擺動(dòng)軸線上，在此情形中的任意時(shí)刻，兩個(gè)靶標(biāo)物的中心也即靶標(biāo)上兩圓圓心連線的中點(diǎn)，其連線必過(guò)擺心。但實(shí)際操作中，很難保證兩個(gè)靶標(biāo)的位置滿足理想情形，可以采取“標(biāo)定”的方法來(lái)消除靶標(biāo)實(shí)際位置的偏差，也可以對(duì)兩個(gè)靶標(biāo)的三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行“截面法”處理，以得到空間擺動(dòng)情形下的擺心、擺角參數(shù)測(cè)量。

圖5 噴管圓周擺動(dòng)示意圖

綜上所述，利用單目視覺(jué)測(cè)量原理得到靶標(biāo)的實(shí)時(shí)三維運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)擺動(dòng)噴管軸線測(cè)量原理從運(yùn)動(dòng)軌跡中確定擺動(dòng)噴管的瞬時(shí)軸線，最后建立噴管瞬時(shí)軸線與擺心、擺角的計(jì)算模型，計(jì)算得到噴管的空間運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)環(huán)境

為了驗(yàn)證本方案的有效性，進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和控制擺桿及噴管擺動(dòng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。圖6給出了噴管運(yùn)動(dòng)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的示意圖，圖中用機(jī)械臂代替了實(shí)地實(shí)驗(yàn)中控制噴管擺動(dòng)的擺動(dòng)測(cè)試工業(yè)平臺(tái)。

圖6 噴管運(yùn)動(dòng)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)示意圖

相機(jī)采用GS3-U3-23S6M(黑白)，分辨率為1920×1200像素，像素尺寸為0.005 86 mm，最高幀率達(dá)到162 Hz。鏡頭采用尼康生產(chǎn)的50 mm定焦鏡頭?？刂茢[桿及噴管擺動(dòng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含X、Y兩方向上的伺服液壓作動(dòng)器，通過(guò)這兩個(gè)作動(dòng)器來(lái)帶動(dòng)擺桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到高速相機(jī)在進(jìn)行拍攝時(shí)對(duì)光源的照明亮度要求高，因此采用了對(duì)稱式光源為整個(gè)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)提供穩(wěn)定的照明。

實(shí)驗(yàn)前，將相機(jī)固定在三腳架上，受到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境影響，相機(jī)對(duì)靶標(biāo)的成像距離在3 m左右。實(shí)地試驗(yàn)完成了在2個(gè)不同壓強(qiáng)、3個(gè)不同輸入波形下的噴管擺動(dòng)空間位姿測(cè)量。

3.2 單向擺動(dòng)試驗(yàn)

在某一確定壓強(qiáng)下，X方向或Y方向上的伺服液壓作動(dòng)器，以頻率為0.2 Hz的三角波作為輸入波形，擺動(dòng)5個(gè)周期，擺動(dòng)設(shè)定擺角為6°。通過(guò)本系統(tǒng)完成對(duì)靶標(biāo)物的捕獲，由于相機(jī)的幀頻較高且目標(biāo)圖像處理速度很快(約100 Hz)，通過(guò)實(shí)時(shí)對(duì)高速相機(jī)采集的圖像進(jìn)行數(shù)字圖像處理，得到了靶標(biāo)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，其輸出波形如圖7所示。

圖7 三角波輸出波形

針對(duì)擺心漂移的測(cè)量可以采用兩點(diǎn)法、弦長(zhǎng)法和擬合法。三種方法求解擺心的核心均是確定任一時(shí)刻的瞬時(shí)擺軸，由瞬時(shí)擺軸相交過(guò)擺心這一特性確定擺心。使用這三種方法對(duì)擺心漂移進(jìn)行求解，得到的擺心位置分布結(jié)果如圖8所示。

中外運(yùn)-敦豪國(guó)際航空快件有限公司近日在其北京總部舉行媒體發(fā)布會(huì)，宣布其珠海口岸正式落成并投入使用，成為落戶珠?？诎秶?guó)際快遞監(jiān)管中心的首家國(guó)際快遞公司。此外，DHL正式宣布將持續(xù)加大在中國(guó)的戰(zhàn)略投資，對(duì)外公開(kāi)了今年以來(lái)的一系列投資舉措。DHL稱，借助港珠澳大橋帶來(lái)的高效物流通道，DHL珠?？诎兜慕⒋蠓嵘榻靼兜貐^(qū)國(guó)際物流的快遞效率。隨著2018年10月24日港珠澳大橋正式通車，由珠?？诎肚尻P(guān)的國(guó)際快遞轉(zhuǎn)運(yùn)至其香港轉(zhuǎn)運(yùn)中心（DHL全球三大轉(zhuǎn)運(yùn)中心之一）的時(shí)間將從原來(lái)的4小時(shí)縮短為45分鐘，大大提升了轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)效。而這對(duì)于專業(yè)做國(guó)際限時(shí)快遞服務(wù)的DHL來(lái)說(shuō)，尤為重要。

噴管在試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中的左右擺動(dòng)角度是監(jiān)測(cè)柔性噴管質(zhì)量、火箭推力偏心性、伺服機(jī)構(gòu)工作性能和推力向量控制系統(tǒng)性能等的重要測(cè)試和參考指標(biāo)。在確定各瞬時(shí)擺軸位置后，擺角可以由瞬時(shí)擺軸擺動(dòng)到左右最大角度的夾角來(lái)求解。

(a) Two point method (b)Chord length method (c)Fitting method

表1 兩點(diǎn)法、弦長(zhǎng)法和擬合法對(duì)比

(a)x direction (b)z direction

根據(jù)得到的瞬時(shí)擺軸位置，由瞬時(shí)擺軸左右擺動(dòng)到最大角度的位置來(lái)確定擺角。表2給出了在兩種不同壓強(qiáng)下，分別輸入頻率為0.2 Hz的方波、三角波以及正弦波，擺動(dòng)5個(gè)周期，擺動(dòng)設(shè)定擺角為6°，利用本文測(cè)量方案實(shí)時(shí)測(cè)量得到的擺角。本測(cè)試方案在不同壓強(qiáng)和不同輸入波形對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管的擺角測(cè)量中，具有一定的測(cè)試精度和穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)定擺動(dòng)角度為6°時(shí)，由于受到系統(tǒng)誤差以及偶然誤差等因素影響，測(cè)試得到的結(jié)果雖有波動(dòng)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，整體測(cè)量結(jié)果趨于一致，說(shuō)明本方案具有良好的測(cè)試穩(wěn)定性。

首先，行政等級(jí)高的城市，基本公共服務(wù)總體水平明顯高于其他城市。在總體基本公共服務(wù)水平前5名中，上海、南京、杭州在列，處于領(lǐng)先地位。在其他幾類公共服務(wù)排名中，也同樣如此。這些城市行政等級(jí)高，城市規(guī)模大。這是因?yàn)榛竟卜?wù)的水平不僅取決于地方政府的財(cái)政收入，還取決于當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)服務(wù)的消費(fèi)需求。后者正是受到城市規(guī)模即市場(chǎng)大小的直接影響。然而除了滬寧杭三市外，長(zhǎng)三角其他各市人口水平相似，卻在基本公共服務(wù)的供給水平上參差不齊。這說(shuō)明，基本公共服務(wù)水平受到城市行政等級(jí)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平影響更大，受城市規(guī)模影響較小。

表2 方波、三角波和正弦波在0.2 MPa及6.89 MPa下擺角

3.3 圓周擺動(dòng)試驗(yàn)

本方案還測(cè)試了在圓周擺動(dòng)情形下的噴管擺動(dòng)空間位姿情形。圓周擺動(dòng)試驗(yàn)是指同時(shí)在x、y兩個(gè)方向上，伺服液壓作動(dòng)器以0.2 Hz的頻率擺動(dòng)5個(gè)周期，擺角為6°，輸出波形均為正弦波。依據(jù)單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)，利用實(shí)時(shí)得到的靶標(biāo)三維運(yùn)動(dòng)軌跡得到驅(qū)動(dòng)擺桿的圓周擺動(dòng)波形，如圖10所示。同時(shí)得到了驅(qū)動(dòng)擺桿在x、y方向上的正弦波輸入波形，如圖11所示。

圖10 驅(qū)動(dòng)桿圓周擺動(dòng)波形

圖11 x、y方向輸入波形

依據(jù)李薩如圖形相關(guān)理論知識(shí)，這兩個(gè)輸入波形相位差為π/2，且沿著互相垂直方向的正弦振動(dòng)的合成的軌跡圖形應(yīng)為橢圓，采用單目視覺(jué)實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)得到的實(shí)際擺動(dòng)軌跡與理論輸出波形一致。針對(duì)火箭噴管的空間擺動(dòng)軌跡情形，采用本方案能夠得到實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡，本文僅就圓周擺動(dòng)情形下的軌跡測(cè)量給出說(shuō)明，圓周擺動(dòng)情形下的相關(guān)參數(shù)(如擺心、擺角等)測(cè)量不再給出。

4 結(jié)論

本文通過(guò)單目視覺(jué)實(shí)時(shí)測(cè)量方案，對(duì)固體發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管在不同壓強(qiáng)和不同波形下的擺動(dòng)情形進(jìn)行了擺心和擺角的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度高，耗時(shí)低，穩(wěn)定性好，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便，能夠滿足擺動(dòng)噴管空間位姿的測(cè)量要求。本測(cè)量方案具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

集中集熱分戶儲(chǔ)熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制應(yīng)用分析……………………………………… 劉瑋，尹立增，郭衛(wèi)星（3-46）

(1)在單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)中，利用人為設(shè)置的靶標(biāo)實(shí)現(xiàn)了單目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)快速實(shí)時(shí)獲取靶標(biāo)的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。且靶標(biāo)能夠根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)環(huán)境進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)實(shí)時(shí)性測(cè)量要求。

(2)處理三維運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)動(dòng)模型，提出了擬合法來(lái)對(duì)軌跡進(jìn)行處理。和“兩點(diǎn)法”等方法相比，“擬合法”有效降低了數(shù)據(jù)量，提升了數(shù)據(jù)處理效率，同時(shí)求解的擺心分布更加集中，90%的點(diǎn)落在的區(qū)間為：x∈[-0.6,0.7]，z∈[-289.8,-276.2](單位:mm)。在不同壓強(qiáng)以及不同輸入波形的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)輸入擺角設(shè)定為6°時(shí)，擺角的求解結(jié)果趨于一致，測(cè)量穩(wěn)定性良好。

(3)該系統(tǒng)不僅可以對(duì)單靶標(biāo)進(jìn)行跟蹤測(cè)量，對(duì)多靶標(biāo)也可以進(jìn)行跟蹤測(cè)量，借助多靶標(biāo)可以完成火箭噴管圓周擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量，相比多目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便。