基于CCD的微小角度测量方法

针对光电转台转动静态参数的测试问题,提出一种应用激光器、CCD等器件的微小角度测量方法。通过CCD获取光电转台转动前后反射激光束在CCD靶面上的光斑位置,应用图像灰度级加权质心法提取光斑图像光心位置变化,最终通过数据统计算出微小角度值。实验结果证明,提出的微小角度测量方法具有结构简单、对准要求低、操作简单等特点,最小测角分辨率可达2.96μrad(0.6″)。     

激光照射性能测量中异源相机的标定方法

激光照射性能测量相机包括可见光相机和近红外相机,可完成激光照射器照射精度立靶成像测量。可见光相机用来拍摄运动靶板,近红外相机用来拍摄照射激光。为解决在测量过程中卡塞格林光学系统使图像产生畸变和两个相机光轴不严格一致问题,在远距离测量中忽略透视误差的影响,对张正友相机标定方法进行改进,使相机内参数中扭曲因子为0,实现相机标定;根据可见光相机和近红外相机成像面的空间透视关系,实现双相机轴线一致性标定。实验结果表明：可见光相机标定的重投影误差为0.08像素,近红外相机标定的重投影误差为0.19像素,相机配准轴线一致性精度为0.37 μrad,满足激光照射器照射精度外场测试中的需求。     

基于图像处理的野外金属破片靶测量研究

为解决野外破片战斗部爆破试验中大型靶板毁伤面积人工测量低效且工作量巨大的问题,提出基于逆透视变换图像矫正、均值-中值组合滤波的2D-Otsu鲁棒阈值分割、膨胀腐蚀开闭运算、邻域搜索生长法等图像处理技术,进行靶板毁伤区识别,实现了破片靶图高精度面积测量,克服了野外靶图取景畸变、锈蚀、金属纹理等影响测量精度问题。该方法针对野外金属破片靶的孔洞数量统计及面积测量具有稳定易用易部署的优势。     

3D激光雷达测量调炮精度的检测方法与精度分析

火炮武器装备调炮精度直接影响武器系统射击精度。基于3D激光雷达工作原理,结合火炮武器装备调炮工作过程,将3D激光雷达扫描测量空间点三维坐标的测量原理应用于火炮调炮精度检测,提出一种针对火炮调炮精度的检测方法。通过测量模型搭建,使用3D激光雷达扫描火炮身管(或火箭炮定向管)上能代表其轴线方向上的两个工具球,测量得到代表火炮身管轴线方向的两个工具球球心的三维坐标,进而解算出调炮后火炮身管轴线的方向角度和高低角度变化量;并开展测量精度分析和实验验证。该测量方法不仅具有测量精度高、测量简便的特点,还可以提高测量的自动化程度。     

基于光斑图像的激光束散角测量方法研究

利用光斑图像测量激光束散角,易受相机动态范围的限制,加衰减片又会影响光斑分布特性,从而影响测量精度.利用相机线性响应动态范围特性,提出了可行的测量图像方法,对得到的临界饱和光斑图像使用均值滤波后进行束散角测量,测量不确定度为0.02 mrad;同时提出利用图像融合的方法,通过对曝光不足和曝光过量的光斑图像融合,扩大了相...     

轻武器命中精度测量方案探索

命中精度测量是检验射击类武器弹药性能的重要手段。为了满足轻武器研制中距射击点1000m处测量命中精度的要求，在总结现有命中精度测试方法的基础上，探索了3种非接触命中精度测量方案（半导体光电器件阵列、PSD交汇和CMOS交汇），并着重分析了线阵CMOS相机交汇方案。实验结果表明：两台线阵相机形成的光幕相互交叠，构成垂直于水平面的交汇测量靶面，外触发同步采集图像，可实现对弹丸过靶坐标的分析。该方案可以取代纸靶、网靶、板靶和声靶等命中精度测量方法，有广泛的应用前景。     

火箭炮调炮精度的几种测量方法比较研究

调炮精度是火箭炮射击时能否命中目标的关键,是其最重要的战技指标之一.根据3种自动操瞄调炮精度测量方法的测量原理,建立了3种调炮精度测量方法的数学模型,推导出了相应的调炮精度测量系统的计算公式.在此基础上,结合火箭炮瞄准装置校准过程中的各种误差来源等实际情况,对3种测量方法的测量精度进行了分析.分析表明:3种测量方法各有利弊,根据具体情况选用.     

高精度二维激光测角装置的设计与实现

为了实现二维微小角度的精度测量,采用了激光准直测角技术,并利用二维（面阵列）CCD或CMS器件作为光斑位置传感器,自动捕捉反射光斑位置,自动解算二维角度值.而选用线阵CCD光斑位置传感器,可提高测量速度、测量范围和精度.进行了理论分析和实验验证,取得了满意结果,具有工程应用价值.     

基于数字摄影测量的靶场高速摄影测速方法

针对靶场静爆试验中破片测速难题,提出了基于摄影测量技术的破片测速方法。以某枪弹为例,开展了测速试验,建立了测试系统,解决了测试现场高速相机布置及参数设定问题; 研究了关键技术,通过解析高速相机捕捉的弹丸运动图像序列,还原了弹丸的运动轨迹方程,求解得到弹丸的飞行速度; 并将试验结果与铝箔靶测得速度进行对比,相对速度误差小于1%。实例表明,该方法能够准确测量破片的运动速度,测试结果可靠,测量精度能够满足靶场试验要求。     

基于双CCD技术的火炮偏离角测量方法研究

将激光面光源铅垂地固定在地面上发射出的光线作为测量基准，基于双CCD技术的火炮偏离角测量方法通过测量激光光斑在高精度CCD传感器上的位置变化，得到火炮身管在水平面的直线位移量，结合倾角传感器测得的火炮身管高低角的变化，通过三角形相似原理得到火炮身管偏离角的解算公式，并利用微分关系进行精度分析，确定测量方案中主要器件的参数指标，并介绍了实际偏离角测量的步骤，最后与圆光栅传感器进行了角度测量的对比，验证了该方案可以实现高精度的偏离角测量。     

基于图像处理的炮管轴线直线度检测方法

在分析国内外直线度检测现状和比较了直线度测量的激光准直法、圆度法、杠杆法优缺点的基础上,提出了一种基于图像处理的炮管轴线直线度检测激光反射法.该方法通过激光器发出激光,经准直后射向分光镜,部分反射后射向测量元件.测量元件在炮管内移动并感知炮管实际轴线位置的变化.激光经反射后透射过分光镜到光靶上,CCD摄像机摄得光靶上被测信息的图像.经过图像处理及数据处理得出对应被测截面图像中的激光束中心,按照角度积累的公式计算出轴线直线度误差.同时论述了在Win98和VC++6.0环境下软件实现的步骤.实验结果表明该方法具有灵敏度高、测量速度快,对被测对象尺寸要求较低,适合在工厂内使用等优点.     

基于模板匹配的火炮身管膛线缠角测量技术研究

针对火炮身管膛线缠角测量问题，提出了一种新的基于模板匹配的方法。测量系统由光学传感器、定心机构、驱动装置及控制计算机组成。利用激光器投射一环形结构光同炮管内表面相交，形成炮管截面的轮廓曲线，CCD相机获取该截面轮廓图像。通过模板匹配得到不同截面图像之间的相对旋转角度，根据两个截面之间的轴向距离和旋转角度，确定炮管的膛线方程，再由膛线方程计算缠角值。同基于Radon变换的方法相比较，该方法不依赖于图像边界提取，对图像质量要求不高，理论分析及实验数据均表明，该方法具有较高的测量精度和稳定性；     

单全站仪调炮精度检测系统

针对地面压制火炮的调炮精度检测问题,对双经纬仪调炮精度检测系统进行改进,引入具有测距功能的全站仪,设计出单全站仪调炮精度检测系统;阐述了系统组成、工作原理,给出了数学模型和算法公式推导过程,完成了检测软件的编程实现;实验结果表明:该系统能够满足调炮精度指标的检测需求,具有精度高、效率高的特点。     

基于图像匹配技术的火炮反后坐装置动态测试方法

针对目前火炮射击中反后坐装置的参数测试常规方法的一些不足，提出一种利用高速摄影机记录火炮发射状态，运用图像处理技术，采用图像匹配定位的方法，获取火炮发射状态下反后坐装置位移、速度数据，并与反后坐装置计算书的数据进行了比较。结果证明，用该方法所得数据与火炮射击时驻退后坐的运动情况基本一致，符合工程要求。说明基于图像匹配技术的反后坐装置检测技术的可行性，具有非接触、准确度高与灵活性较强等优点。     

基于四目曲柄链式结构的火炮窥膛装置

为对身管内膛进行窥膛检测,提出一种窥膛采集装置结构设计新思路.采用机械部件电子化的方法获取火炮身管内膛全景图像,设计一种四目曲柄链式支架结构,其4路CCD摄像头周向阵列排布,轴向均匀排布;每路摄像头正对管壁获取90°视场,完成内膛径向全景拍摄.计算分析和实验结果表明:该设计满足口径和视场要求,且成像质量高、畸变小,每路摄像头的视频流相互独立,高效采集与压缩,较传统结构采集效率大幅度提高,性能效果良好.     

双经纬仪调炮精度检测系统

针对数字化火控系统调炮精度检测手段匮乏的问题,设计出双经纬仪调炮精度检测系统。在对该系统组成及工作原理描述、数学建模和算法公式推导的基础上,在Windows XP系统下采用VC＋＋6.0完成了检测软件的编程实现,系统研制完成后在某车载炮上进行了试验验证。实验结果表明：该系统提高了检测精度和工作效率,可作为调炮精度指标的有效检测手段。     

一种炮口火焰的测试方法研究

为了更加精确地表征炮口火焰的强度,用CCD( charge-coupled device)高速摄像机拍摄了30 mm火炮用发射药A和B,及硝胺发射药C的炮口火焰.用Image-Pro Plus6.0图像处理软件处理了实验图像,得火焰面积、火焰最大直径、火焰平均直径、火焰平均周长和积分光密度(IOD).用Wien公式计算...     

一种高炮武器系统射击准备精度综合检测方法

为提高高炮武器系统射击准备精度,提出一种基于CCD摄像的射击准备精度综合检测方法。检测装置由冷炮校正器、单片机应用系统、显示器和蓄电池等构成,通过弹道修正量计算和联动状态下炮口指向的图像偏差判别方法,实现高炮武器系统射击准备误差的综合检测。应用结果表明,该实施装置具有结构简单、检测精度高等特点。