火控系统稳定精度测试系统研究

为了提高火炮的首发命中率,改变我国靶场测试水平相对滞后于武器自身发展的局面,提高武器作战系统作战效能,本文提出了在动基座上测试火控系统稳定精度的新方法。该方法利用光轴代替火炮的瞄准轴,通过光学系统接收靶板中心十字像并实时反应在CCD上,多次测量后,通过对测试数据的分析处理,获得了火控系统的稳定精度。光学系统部分采用CCD与目视并存方式,在采集数据同时也方便人眼观察。最后对系统的测角精度进行标定并出场验收,并给出了动态测试结果,实现了对火炮稳定精度的高精度测试。     

数字图像技术在中心偏测试仪中的应用

CCD接收十字分划板的光学成像,中心偏测试软件处理处理由图像采集系统提供数字图像。借助于数字图像技术,中心偏测试系统通过非接触测量,完成自动聚焦,定位图像中十字中心的位置。这种方法提高了测量精度和工作效率,取得了较好的应用效果。     

基于非接触测量的经纬仪倾斜误差修正

分析了动基座对光电经纬仪测角误差的影响,提出了一套利用非接触测量装置进行实时修正的精度补偿方法。通过该装置测量出动基座下经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强、能够补偿±1°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在10″内。为实现动基座下高精度光电测量提供了一种有效的途径。     

基于投影统计特征与K均值聚类的十字光斑中心定位算法

以光斑中心准确定位为核心问题的激光三角法广泛应用于轧钢平直度检测系统中。针对湿平整后钢板形貌检测中面临的液滴干扰,为保持光斑中心提取的准确性和鲁棒性,提出了一种十字激光光斑中心定位算法。该算法首先采集所有十字光斑像素在多个方向的投影值,投影方向自图像坐标系X轴正方向开始0到π之间均匀分布;然后通过构建频数直方图,利用K均值聚类算法确定光条投影值边界;最后通过坐标变换求得十字光斑中心坐标。通过计算机仿真与实验,比较了该算法与直线拟合法在施加液滴干扰前后,对十字光斑进行中心定位的精度与鲁棒性。结果表明:该算法在液滴干扰下的重复定位结果可靠,置信度为99%的置信椭圆面积大约相当于三种点激光中心定位算法的2%。因此,该算法不仅能够在液滴干扰下准确定位十字光斑中心,而且使十字激光较点激光体现出更好的重复定位精度。     

基于面阵CCD的双边跟随式带钢测宽仪设计

为解决现有带钢宽度实时检测技术检测精度不高的问题,设计一种基于面阵CCD(电荷耦合器件)的双边跟随式带钢测宽仪。采用面阵CCD相机采集带钢边缘图像,减小边缘成像误差;针对带钢高速运动过程中上下抖动较大的情况,采用双边跟随式的方法使相机跟随带钢边缘移动,减小面阵CCD相机视场角误差;采用大小双视场ROI(感兴趣区域)差分边缘检测算法检测带钢边缘,减小因铁屑掉落和带钢边缘突变产生的误差。现场检测结果表明:设计的带钢测宽仪可对边缘不平整、上下抖动较大的带钢进行有效检测,且能有效避免铁屑掉落和边缘突变带来的误差;双视场ROI差分边缘检测算法精度可达0.055 mm,算法帧率达46 F/s,宽度总体精度可控制在1 mm以内,测量帧率达20 F/s,满足高精度与实时性检测的要求。     

高精度经纬仪与CCD相结合的星模拟器星点位置测量系统设计

为实现对星模拟器星点位置的测量,建立了高精度经纬仪与CCD相结合的新测量系统。首先,莱卡TM6100A型高精度经纬仪实现星点搜索和定位,然后利用ZEMAX优化的星点成像光学系统完成经纬仪与ICX618ALA型面阵CCD芯片的光学衔接,通过EP2C8T144C8N型FPGA完成星点图像信息采集、处理和传输的控制,最后利用MATLAB根据平方加权质心算法完成星点提取。根据光学系统像差和星点提取仿真分析,总结了系统的理论误差分析结果。结果表明:该测量系统不受视场限制且星点位置测量误差为4.66',满足测量范围为±12°视场,单星位置误差测量精度优于5'的要求。     

结构光光条中心的提取算法

在线结构光测量系统中,光条中心的准确提取是影响整个测量系统精度的关键因素之一。由于被测物体表面的性质等系统噪声的影响,使得精确提取光条中心存在一定的难度。采用了抛物线拟合法和基于光条骨架的方向模板法对采集的光条图像进行光条中心提取,实验结果表明当光条图像的曲率较大时,基于光条骨架的方向模板法能够有效、准确的提取光条中心。     

离线彩色套印误差检测系统

为了实现彩色印刷套印误差的检测,提出了基于计算机视觉的检测方法,并设计了检测算法.应用CCD采集印版测量标识的图像,在HSI色彩空间中,通过色调统计特征进行套准识别,并通过色调和亮度对彩色图像进行阈值分割,对分割后的图像采用色调投影积分方法快速获取测量标识的坐标参数,实现彩色套印误差的检测.实验表明,该系统能快速准确地检测出套印误差参数,并已经用于北人集团印刷机套印精度的检测.     

图像处理技术在刀具几何参数测量中的应用

介绍了一种基于图像处理技术的刀具几何参数测量方法,代替测量过程中的手动操作从而避免人为误差,提高了刀具几何参数的测量精度。以钻头为例进行了实际测量,CCD作为传感器采集图像,采集到的钻头刃部图像经过二次处理(滤波、二值化、边缘检测及提取)可得到待测图像的单像素边缘轮廓信息,采用局部取点对边缘轮廓进行三次样条拟合,求得边缘轮廓的切线,再经过几何计算可得到所需测量的钻头几何角度。通过对钻头后角的实际测量,其角度测量误差在30′以内,测量精度能够满足刀具测量的要求,证明此方法可行。     

一种自动检测靶板角点的方法

靶板是立靶调炮速度测量系统的重要组成部分,针对传统的角点检测算法不能自动检测靶板角点的问题,提出了一种基于图像处理技术的靶板角点的检测方法。对CCD采集的靶板图像进行自适应平滑滤波提高图像信噪比,达到去除噪声和细节增强的目的,采用迭代式阈值分割算法分割靶板,通过形态学运算对分割后的像素点进行填充,利用连通域分析和链码法提取目标区域轮廓,利用多边形逼近算法对靶板轮廓进行逼近,利用逼近结果检测靶板角点。在CCD分辨率1280×1024,像元尺寸14μm,焦距50mm,测量距离5m的情况下,检测精度小于1.4mm,在立靶调炮速度测量中具有重要应用价值。     

VC4468E智能相机在光电自准直系统中的应用

针对基于PC的光电自准直系统便携性较差的缺点,设计了一种基于智能相机的光电自准直系统,采用VCdd68E型面阵CCD智能相机作为图像接收器件,利用光学自准直原理实现二维小角度的测量。对智能相机所采集的十字丝图像进行了二值化、小区域消除、亚像素定位等处理,采用最小二乘高斯拟合和直线拟合求边缘中心的方法保证了测量精度。与传统自准直方法相比,该方法在保证原系统精度的基础上,消除了读数误差,提高了系统的便携性,实现了测量的自动化。     

条带式CCD摄影经纬仪测量精度分析

本文论述了以ＣＣＤ （ 电荷耦合器件） 作为探测器, 采用光学拼接方法对ＣＣＤ进行拼接, 设计了对目标进行准实时测量的条带式ＣＣＤ摄影经纬仪, 并对其单机定向精度进行了详细的分析。     

玻璃微珠球度测试研究

把光学非接触、高精度的测试技术与电子图像细分(像素)技术相结合,把光电检测方法和计算机数字图象处理方法相结合,研制了显徽-CCD-微机系统,编制了VC 测试和控制软件.利用该系统,实现了微小物体的非接触、高精度、自动测试,解决了微米加工技术中微小物体的尺寸测试问题.作为实例,测试了玻璃微珠(半径17～31μm)的球度.实验表明,通过增大测量显微物镜的放大倍率(例如10倍),测试系统可以满足1μ的精度要求.     

摹于CCD的高精度细丝直径在线检测技术研究

在现代工业生产中,人们通过在线检测的方法对细丝进行实时监测与控制,提高产品合格率以及效率,为人们带来方便,非接触式智能化仪器将逐步取代传统上的机械测量仪器。本文阐述了CCD成像法测量装置的基本原理,分析了光学系统各部分的形式,并采用远心光路成像,从而保证成像质量和测量精度。之后用阈值法提取被测工件的边缘信息,同时还给出了CCD成像法测量直径系统的MATLAB处理后的灰度图。     

基于激光与CCD图像系统的非接触式转角测量

介绍了基于激光与CCD图像系统的物体小角度偏转角的检测技术.利用相关法数字图像处理技术计算光斑的移动实现微小位移的光学测量,建立了激光反射光位移与转角的定量关系,并应用等强度悬臂梁进行实验验证.检测系统具有结构简单、能实时在线检测、非接触及高精度等特点,在工程中具有较大的实用价值.     

单线阵CCD系统的表面凹坑缺陷检测方法

为解决表面凹坑缺陷与其他平面表面缺陷同时在线检测的问题,提出一种基于单线阵CCD系统进行表面凹坑缺陷检测的方法．根据光辐射照射模型和相机成像模型,建立了基于单线阵CCD的凹坑检测数学模型,由模型推导出图像像素灰度与凹坑深度的关系,利用特定光源和光照角度的关系,进行表面凹坑缺陷的检测．结果表明,由于凹坑边缘部位深度的渐变引起CCD输出电压信号的渐变,凹坑图像呈现边缘像素灰度渐变现象,且随光源光照角度的降低,凹坑图像特征更加突出．边缘灰度渐变的图像特征成为凹坑缺陷与其他平面缺陷相区别的重要特征,有利于凹坑缺陷的检测与识别．     

粘胶长丝在线实时监测系统设计与处理算法

介绍了一种可在酸浴内实时监测粘胶长丝数目的检测系统及图像处理算法。系统采用柱面LED光源照明,经CCD摄像头采集图像至计算机并进行图像处理,实时计算出单丝的数量,给出是否合格的判别结果。采用基于人眼视觉特性的自适应图像增强处理算法,对粘胶长丝图像进行增强,利用类间最大交叉熵的阈值分割法和连通域跟踪计数法,解决了粘胶长丝计数中的胶丝重叠、分叉等关键技术难题,保证了计数准确率。实验证明,该系统具有精度高、检测速度快等优点,适合在化纤企业推广,具有良好的应用前景。