[发明专利]一种基于双半径解算的火箭推进剂液位光学测量方法

权利要求书

1.一种基于双半径解算的火箭推进剂液位光学测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、组装相机：将相机安装在储箱顶部，使相机的视轴与储箱轴线重合，所述储箱为圆柱形；

S2、成像：相机对火箭推进剂液面进行拍摄，得到推进剂液面成像；

S3、单一半径解算：在所述推进剂液面成像中选取半径O’A’，其中，O’点为所述储箱轴线在推进剂液面成像平面上的投影点，O’A’长度为R₁’，根据成像规律得到推进剂液面高度h为：

其中，H为相机距离储箱底部的安装高度，f为相机镜头焦距，R为储箱横截面半径，A’在所述推进剂液面上对应点为A点，推进剂液面与所述储箱轴线的交点为O点，A点在所述储箱轴线上的垂线交点为O₁且O₁点位于O点下方，△h为OO₁的长度；

S4、双半径解算：火箭运行时，△h不为零，在所述推进剂液面成像中选取与半径O’A’夹角为π的半径O’B’，O’B’长度为R₂’，根据成像规律得到所述推进剂液面高度h为：

其中，B’在所述推进剂液面上对应点为B点，所述推进剂液面与所述储箱轴线的交点为O点，B点在所述储箱轴线上的垂线交点为O₂且O₂点位于O点上方，OO₂的长度同样为△h；

S5、获得液面高度h：将步骤S3与步骤S4的公式相加，消除△h，得到所述推进剂液面高度h为：

并计算得到所述推进剂液面高度h。

2.根据权利要求1所述的一种基于双半径解算的火箭推进剂液位光学测量方法，其特征在于：步骤S3包括：

S31、在所述推进剂液面成像中选取半径O’A’，根据成像规律得到O’A’在所述推进剂液面上的半径OA；

S32、从A点做与所述储箱轴线的垂线，得到垂线段O₁A，并且线段OA与线段O₁A在所述推进剂液面成像上的投影均为线段O’A’；

S33、根据成像规律得到：

其中，O_b为所述储箱轴线与储箱的底部的交点；

S34、将O₁O_b＝h-△h代入步骤S33中，得到所述推进剂液面高度h为：

3.根据权利要求1所述的一种基于双半径解算的火箭推进剂液位光学测量方法，其特征在于：步骤S4包括：

S41、在所述推进剂液面成像中选取与半径O’A’夹角为π的半径O’B’，根据成像规律得到O’B’在所述推进剂液面上的半径OB；

S42、从A点做与所述储箱轴线的垂线得到垂线段O₁B，并且线段OB与线段O₁B在所述推进剂液面成像上的投影均为线段O’B’；

S43、根据成像规律得到：

S44、由于△OO₁A和△OO₂B为全等三角形，O₂O_b＝h+△h，代入步骤S43中，得到所述推进剂液面高度h为：