多管火箭炮炮管平行性测量系统

针对多管火箭炮炮管平行性测量要求，设计一套基于光电检测技术和图像处理技术的测量系统。其采用定心装置和激光准直系统建立炮管轴线，再由图像采集系统对光斑图像进行采集，经计算机处理后输出被测炮管和基准炮管的偏离角度信息，实现多管火箭炮炮管平行性测量。该装置具有高精度和高自动化程度的优点，实际应用效果良好。     

炮管直线度测量装置的研制

基于激光准直和光电探测,研制炮管直线度测量装置.采用倒置望远镜准直光束,以刀杆作为动力的定位机构带动探测器移动,光电测头信号则经电缆输出.采用重锤机构、定位轴承等措施保证.定位系统采用类似三爪卡盘的自动定心系统实现,同时系统通过和差比幅式方法提取直线度误差信息.     

基于VC++和Matlab的球面孔系位置测量

基于VC 与Matlab混合编程的球面孔位置测量,先采集基准孔图像,经图像处理确定原点坐标.VC 控制补测件运动,使被测孔转至测量位,并驱动CCD采集圆孔图像.通过Matlab引擎实现VC 和Matlab间的数式完成被测孔与基准孔间的空间位置测量.     

基于激光光幕和光电二极管阵列的立靶坐标测量

为了实现高精度、大面积的立靶坐标测量,提出了一种大面积激光光幕子弹弹着点坐标测试的新方法.采用4个扇形激光光幕相互交叉组合成大面积矩形光幕,利用光电二极管阵列测量激光光幕的光强,当子弹穿过激光光幕时,相应的光电二极管接收到信号,经信号采集和处理电路计算出子弹弹着点的坐标.对有效靶区1m×1m的原理样机进行7.62mm枪弹实弹射击实验,实验结果表明坐标测量精度达到2mm.该方法结构简单,易构造较大面积的靶面,其最大有效靶区可达到10m×10m.     

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.     

基于频域干涉的小口径长身管内径测量系统

二级轻气炮发射管内膛加工质量对动高压物理冲击加载实验数据的准确度有着重要影响。基于全光纤频域干涉测距技术研制的内径测量系统,可精确测量小口径、大长径比二级轻气炮管内径。该系统采用微型光纤探头作为频域干涉测距传感器,能对管内膛被测点坐标进行精密测量,经椭圆方程拟合后可准确获得待测截面内径。对长度为7 400 mm的28 mm型二级轻气炮炮管通体内径进行了测量,结果表明：在入口处、出口处与三点式内径千分尺测量结果的极差仅为0.014 mm.     

激光测照器光学系统小型化的研究

为解决传统激光测照器光学系统只实现光束准直、光束均匀度较差的问题,对激光测照器光学系统小型 化进行研究。对激光光束进行扩束,利用盖师贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)改进算法设计用于光束匀化和 准直的二元光学元件B1 和B2,根据光功率恒定原理,建立光束匀化的坐标变换公式,在ZEMAX 中编写宏指令设计 非球面透镜组光学系统。结果表明：该系统能使光束均匀度达到96.2%,发散角优于0.25 mrad,实现了光学系统的 小型化(光学系统结构为110 mm×42 mm×42 mm)。     

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。     

弹炮耦合问题的理论模型

用基于Kane方程Huston方法建立了较为完善的研究弹丸与炮管耦合问题的动力学模型.模型中将炮管处理为运动支撑上的悬臂梁,取其前N阶正则模态计算炮管各断面中心的变形和转角.弹丸处理为刚体,弹带中心沿炮管轴线平移和绕炮管轴线转动.弹丸可有偏心,其转动和平动的关系由膛线缠角确定.弹底和膛内除作用有火药气体压力外,弹丸和炮管间还作用有摩擦力和摩擦力矩.利用该模型,可以更精确地分析弹丸发射过程.     

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；     

基于LabVIEW和IMAQVision软件平台的轴平行性测量

提出一种基于图像处理的多轴平行性测量新方法。通过提取光斑中心,根据光斑中心与轴理论位置之间的距离,计算轴之间的平行性偏差。采用的形态学去噪和基于人眼视觉模型的阈值选择算法,具有良好的抗噪性和鲁棒性,解决各种大气条件下对远距离可见光点和红外光点同时准确识别定位的问题。基于LabVIEW和IMAQVision软件平台,开发工业在线机器视觉小角度测量系统,应用于某型导弹发射系统激光轴和导弹发射轴的平行性测量和校正,取得了满意的使用效果。     

Study of Electro-Optical Measuring System for Measuring the Swaying of Rocket Launcher and Artillery Systems

A scheme is proposed, of that the axis of directional barrel is simulated by a laser beam and an electro-optical axial angle encoder is using to measure the swaying of rocket launcher or artillery. The measuring principle is stated, and an electro-optical measuring system is designed, including automatic force-applying device, angle-measurement device and photodetecting screen. The measurement accuracy of the system is analyzed. The measuring error of system is less then 17.3＂（0.08 mil）.     

炮口初速测量技术

利用线圈靶测速原理,采用激光CCD位移传感器对炮身后座位移进行测量。通过对测量结果的分析,得出火炮后座位移引起的误差是影响线圈靶测速误差的主要原因。根据所测炮身后座的数据,采用炮口测速修正系统对炮口初速进行修正。通过对实验数据进行分析,证明了该修正方法的正确性和可行性。     

大量程高射频火炮自动机运动规律测试系统的光路设计

针对需满足当前大量程、高射频火炮自动机运动规律的测试要求,基于相关研究并在总结自动机运动特点的基础上,提出一种大量程高射频自动机运动规律测试方法。利用一字线形激光器作为测试光源,经柱面平凸透镜一维扩束后照射到自动机运动机构所粘贴的原向反射屏上,原向反射屏随自动机同步运动。通过高速相机采集原向反射屏运动的图像序列,经图像处理获得自动机的运动规律。根据实际测试指标分析方法所涉及到的光学参数,对曲柄导杆机构一维运动规律进行测试,试验结果表明：在满足某型号火炮自动机行程为700 mm,理论运动最大速度为10 m／s的试验条件下,系统所测的位移和速度误差分别为0.57％和0.99％,该光路设计方案可行。     

弹丸挤进过程的测试与研究

本文提出了一种用于短身管火炮上测量弹丸挤进过程的测试系统,讨论了弹丸挤进规律的测试技术问题.该系统采用在弹头安装传感器的直接引线弹底测压技术,成功地测出了弹底压力,并利用“接触法”和“测压法”二种方式同时测出了挤进压力.实验结果表明,动态挤进压力比经典弹道传统概念大得多。     

一种驾束制导信息场参数的高速测试与处理方法

激光驾束制导是一种重要制导方式,制导仪激光信息场的质量直接影响导弹制导精度。为实现快速、直观地评价激光信息场质量,提出一种基于信息场光斑图像的快速测试与处理方法。在内外场快速搭建测试系统,并对系统进行标定;基于漫反射低照度瞬态成像原理,利用低照度相机拍摄制导仪激光束,得到直观的条纹状光斑图像;通过快速图像处理技术,计算光斑尺寸、光斑中心、条纹亮度等参数来评价制导仪光轴稳定性、信息场能量均匀性等技术指标。试验结果表明:该测试方法可得到激光信息场的条纹状图像,实现对制导仪性能的快速检测,测试精度1.8 mm,处理时间0.35 s.     

CCD激光经纬仪自动跟踪算法及软件实现方案

目前激光经纬仪只能测量静态目标，无法实现对动态目标的测量，但在实际应用中却有其广泛的应用价值，针对这一情况，首次提出了利用CCD激光经纬仪配合图像处理软件的方法，实现具有自动跟踪功能的激光经纬仪，并将其直接用到舰载雷达的标校过程中。文章中首先提出了自动跟踪目标的CCD激光经纬仪结构构成及应用价值，然后针对每一个技术环节分别详细阐述了目标的采集过程、目标的识别跟踪过程、数据的后处理过程，最后给出一组实验数据，分析了系统的测量精度。