弹丸动态参数测量的方法研究

针对目前采用外弹道测试技术测量弹丸转速,炮口初速及章动参数难度大,装置复杂等问题.介绍了利用测量弹丸转速解算炮口初速和章动参数的新方法.弹载测试仪以地磁传感器为信号源,基于动态存储测试技术,集信号采集、存储、无线传输于一体.实弹结束后,读取存储器的数据,得到弹丸的转速信号,利用公式可以对炮口初速进行解算.对弹丸转速信号进行去基线、定标转换处理后的包络线即是章动曲线,根据信号的规律可以解算出章动参数.测试结果与外测法测得的结果基本一致,该方法可测量弹丸参数.     

警棍发射式防暴动能弹的设计与仿真

为了提高警棍发射式防暴动能弹的非致命性终点弹道效能,传统火力实验缺乏科学性计算,不能满足非致命性弹道效能。分析动能弹弹丸的外弹道过程,结合动能弹弹丸的特征量,提出建立和推导出动能弹弹丸的外弹道方程,然后根据外弹道模型,与防暴弹非致命损伤标准进行对比,确定警棍发射式防暴动能弹丸的出口初速与非命性终点弹道效能的关系。利用MATLAB软件进行编程测试,对动能弹外弹道特征进行仿真,结果表明,对一般防暴动能弹丸具有普遍适应性,并为其它枪发式防暴弹和非致使性弹药的研发提供了参考和借鉴。     

弹丸内弹道特性参数测试方法综述

弹丸内弹道特性参数测试主要为弹底压力测试与运动速度测试.综述了弹丸内弹道运动时弹底压力、运动速度现有的几种测试方法及其基本测量原理,探讨了各测试方法优点以及存在的问题,最后对弹丸内弹道特性参数测试的发展方向进行了展望.     

基于恒量终点效能的动能弹外弹道解算与建模

为了得出恒量终点效能非致命打击时目标距离与动能弹丸枪口初速间的对应关系,以某型号9mm柱形橡胶动能弹为例,首先进行毁伤生理效应实验,数值拟合综合分析确定打击时的恒量终点效能值;建立外弹道弹丸质心运动方程组,采用西亚切解法进行外弹道数学解算并仿真验证。对计算出的数据采用多项式拟合建模,得到不同目标距离与对应枪口初速的经验公式。结果表明,为恒量终点非致命打击效能以及弹能量控制研究提供参考,并证明外弹道模型的有效性。     

一种基于弹道曲线模型的脱靶量测试方法

针对传统的脱靶量测试设备体积庞大、不便移动且测试成本高等缺点,提出了一种基于弹道曲线模型的双目立体视觉的脱靶量测试方法。研究了摄像机的成像模型及坐标系变换,分析了摄像机标定的一般方法,构建了摄像机标定模型,并推导了标定参数的表达式。基于双目立体视觉测试技术设计了弹道曲线模型的弹丸脱靶量测量系统,其测量过程简单且标定结果稳定,可实现弹丸运动目标的快速检测,通过对运动目标的空间定位和轨迹拟合实现了脱靶量的测试。实验结果表明:弹道直线模型和曲线模型均能简便地求解飞行弹丸脱靶量,后者比前者更贴近实际弹丸飞行轨迹,可获得更高精度的脱靶量,弹道曲线模型的脱靶量平均绝对误差(MAE)比直线模型降低了大约一半。     

基于线阵CCD的两轮自平衡智能车系统

设计一种基于线阵CCD传感器的两轮自平衡智能车系统,运用互补滤波算法对陀螺仪和加速度计进行姿态角融合,使用浮动阈值法对线阵CCD图像进行二值化处理,完成姿态、方向和速度三项控制任务并对控制信号进行融合。实际测试,智能车以2.2m/s的平均速度稳定运行,验证了系统设计的可行性与可靠性。     

弹道修正引信阻力系数辨识方法研究

为了提高弹道修正引信解算弹丸实际飞行弹道的精度,提出基于控制系统灵敏度函数辨识阻力系数的数学方法,结合弹道参数测试数据,辨识阻力系数值,并且给出仿真算例.对弹道修正弹空间运动弹道模型的气动力参数加以修正,提高数学模型的逼真度和仿真结果的置信度,为弹道修正提供理论依据.     

新型多路高低压发射器设计分析

根据新型多路高低压微抛射系统的结构特点,采用经典弹道理论建立了高低压发射方式的内外弹道数学模型,从理论上对新型高低压微抛射系统的结构设计的合理性进行了数值分析.对高低压发射系统的膛压及弹丸发射初速进行了测试.试验结果表明,所建立的多路高低压微抛射系统的分析方法和设计方法合理、可靠.     

基于C8051F352单片机的弹道参数测量系统设计

为提高弹道辨识精度和弹道解算速度,设计了一种基于C8051F352单片机的弹道参数测量系统.通过对弹丸飞行中动压和静压信息的采集、存储和处理,完成弹道参数(初速和射角)辨识.该系统以C8051F352单片机作为处理单元,结合差压传感器和绝压传感器设计而成,采用基于动压-静压的弹道辨识方法,有效地提高了弹道参数测量的精度.实验测试表明:该系统测量精度高,解算速度快,满足弹道辨识的设计要求.     

基于自适应窗和功率谱分析的速度测量

在内弹道弹丸速度测试的具体工程应用背景下,提出了一种基于自适应窗和功率谱分析的内弹道弹丸速度测量方法.在给出总体设计思路的前提条件下,建立了测速雷达回波信号的数学模型,并对自适应窗分段模块、功率谱分析模块和谱峰搜索模块进行了功能分析.依据所提出的测量方法,通过设置实验参数和构建仿真模型,在MATLAB环境下进行计算机仿真,得到了多普勒频率和弹丸运动速度的测量曲线.比较结果表明,该实现方法测量误差在5%范围内,基本可满足内弹道弹丸测速中提高测速精度的要求.     

无人水下航行器发射鱼雷可行性仿真分析

为分析无人水下航行器在低速浅水情况下发射鱼雷的可行性,对鱼雷发射后的初始弹道进行建模仿真,通过和鱼雷试验数据进行比对,确定仿真方法正确可行.结合无人水下航行器的性能,分析鱼雷管制舵角和发射速度对初始弹道的影响,确定合理的发射参数.然后绘制鱼雷冲角、俯仰角和速度的变化曲线,分析鱼雷姿态,确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下,鱼雷航行姿态正常,鱼雷初始弹道能够满足发射要求,鱼雷从无人航行器发射是完全可行的.     

基于光电成像技术的运动员垂直弹跳高度测试

针对运动员弹跳过程持续时间短,弹跳位置相对不固定,弹跳高度测试操作复杂的问题,提出一种基于线阵光电成像技术的运动员垂直弹跳高度测试方法;首先构建大视场垂直弹跳高度测试系统,线阵CCD相机进行实时获取,得到目标弹跳轨迹图像;然后对目标弹跳轨迹图像进行图像分析和处理,高精度提取弹跳特征点,从而获得运动员垂直弹跳的运动时间;最后依据运动学公式,实现运动员垂直弹跳高度的准确测试;进行多组实验并分析实验数据,结果表明在1500mm的弹跳测试范围内,实验相对误差范围在3%以内,证明了该方法的可行性。     

海面目标运动速度的视觉估计方法

为方便快速地实现对平面直角导航坐标系下匀速直航海面目标的速度测量,提出一种立体视觉估计方法。该方法首先基于计算机视觉理论标定得到摄像机参数(包括内参数及外参数),建立立体视觉测量数学模型,然后利用光电成像设备连续获取目标图像序列,结合图像目标特征角点信息测量被测目标相对距离,同时计算得到不同时刻目标方位。在此基础上,根据目标运动几何关系,采用拟线性方法处理目标运动方程,最后实现对目标速度的最小二乘估计。通过大量仿真实验,研究了不同初始条件对目标速度估计性能的影响。结果表明,对于3000m以内航速在10Kn~30Kn的海面目标,估计精度优于0.2m/s。该方法要求简单,便于实现,所得结论可为岸基监控海面目标或水下隐蔽观测站仅利用图像信息快速判断被测目标运动态势及作战决策提供参考。     

利用CCD摄像机求解飞行器运动参数

针对飞行器的视觉导航应用,提出了利用CCD摄像机来估算飞行器运动参数的实时方案。在利用CCD摄像机所拍摄的序列图像中,首先,自动提取出第1帧图像中比较明显的特征点,并在后续的图像中对所提取的特征点进行追踪。然后,利用多视图几何技术来标定摄像机的外参数。所标定的摄像机的外参数经过转换就可以获得飞行器的运动参数。通过对实际拍摄的图像进行计算,反投影误差的最大值为0.03911,而处理26帧图像需要的时间为0.9194s,说明本方案在计算精度和实时性上是可行的。     

采用RLC激励的EMAT圆柱探头设计参数分析

电磁超声换能器(EMAT)的线圈探头是激发和接收检测信号的传感器,为获得满足检测需要的具有一定频率和幅值的超声信号,需要对线圈探头进行合理的结构设计,以提高检测效率。在介绍RLC脉冲激励源原理的基础上,提出了空心圆柱线圈探头,并针对探头在激励和换能过程中的双重作用,详细分析了线圈探头的各种参数对激励信号源和检测效能的影响,为采用RLC脉冲放电激励的线圈探头设计提供了理论和实际指导。依据分析结果,设计了探头线圈和实验检测系统,证明了理论分析的正确性。     

硅通孔键合硅片预对准边缘信息采集与处理

研究硅通孔即TSV(through-silicon vias)键合硅片的预对准边缘信息采集与处理方法。TSV硅片与标准硅片相比,有减薄、键合不同心、边缘毛刺多、存在崩边;缺口被填充、内有鼓胶、镀铜等工艺特点,使得传统基于线阵CCD一维图像采集与处理预对准方法失败。针对TSV硅片的特点,把线阵CCD配合扫描运动采集的一维原始图像集拼接获得二维图像,应用二维图像处理技术提取边缘信息,硅片整周边缘数据用最小二乘圆拟合算法识别出圆心位置,缺口边缘数据用Hough直线变换识别出缺口两条斜边,其交点定位为缺口位置,从而实现TSV硅片的自动预对准。实际测量表明,该方法预对准重复性定位精度<20um、预对准时间<40s,满足指标需求,为光刻机能够曝光TSV硅片提供有力支持。     

焊缝典型缺陷的超声相控阵检测与评析

当今社会,焊接技术广泛应用于工业设备的制作,焊接质量的好坏对设备的使用安全造成巨大的影响;超声检测是如今无损检测的重要手段之一,它能有效对接头的焊接情况进行检测,从而判断内部是否存在缺陷,检测结果是焊缝质量评价的重要依据;文章对多块坡口形状为“U”型、“X”型、“V”型的焊接试样中的裂纹、夹杂、未熔合等典型缺陷进行CIVA仿真模拟以及超声相控阵检测;首先通过仿真确定了检测工艺,扫查方式、扫查角度以获得更好的信噪比和缺陷可检测性;其次对比16块对焊接试板中多种不同典型缺陷的多次试验检测结果,分析各类典型缺陷的漏判及误判情况;最后对常规超声、相控阵超声、射线检测缺陷的测长结果进行了统计比较,分析影响相控阵超声测长结果的几个因素,从而为超声相控阵在实际焊缝检测中提供更大的可行性及可靠性。     

Notions of thoroughness, efficiency, and validity: Are they valid in HCI practice?

In this paper I argue that while the notions of thoroughness, efficiency, and validity of problems identified in usability tests are mandatory for researchers seeking to establish the effectiveness of a given testing procedure, especially the notions of thoroughness and efficiency are irrelevant in HCI practice. In research devoted to validating a given test methodology, it is imperative that all usability problems be identified in the product or application used as a test bed. In HCI practice, however, the objective is to identify as many usability problems as possible with limited resources and within a limited time frame, to define and implement solutions to these early in the development process. It is impossible to know whether all usability problems have been identified in a particular test or type of evaluation unless testing is repeated until it reaches an asymptote, a point at which no new problems emerge in a test. Asymptotic testing is not, and should not be, done in practice; it is as unfeasible as it is irrelevant in a work context. In the absence of a complete usability problem set, the notions of thoroughness and efficiency are meaningless and also impossible to calculate. While validity can be assessed for individual problems in practical usability tests, it cannot yield information about the effectiveness of the testing method per se because the problem set is unlikely to be complete. An example is provided to support my argument.

Relevance to industry

The point of a usability test is to identify as many usability problems as possible, with limited resources. The resulting problems hopefully include the most severe ones, but not the entire problem set. While HCI practitioners should know about thoroughness, efficiency, and validity of the test methods they elect to employ, they should not attempt to assess these from their test findings. Neither thoroughness nor efficiency can be determined from an incomplete problem set, and the notion of validity is tied to the severity of individual usability problems, not to the testing method as such.     

基于强跟踪滤波器及小波变换的非线性系统参数辨识及应用

本文采用强跟踪滤波器为主要框架, 通过线性化和状态扩展解决非线性系统时变参数和状态的估计问题. 在普通强跟踪滤波器的基础上, 以小波变换估计量测噪声, 采用滤波增益调整系数解决过跟踪问题, 给出了主要的计算公式和参数的取值方法, Monte Carlo仿真和在弹道方程参数辨识中的应用结果表明, 本方法不但对突变参数具有强跟踪能力, 在噪声方差发生变化的情况下, 仍可以对非线性参数进行准确的辨识, 状态与参数估计精度高于 普通的强跟踪滤波器.     

气体炮内弹道建模与发射环境模拟研究

气体炮以其优良的性能,在兵器弹道环境模拟领域得到了较好的应用．首先分析了典型弹药的发射环境参数,并找出了其特征值．然后运用气体动力学的相似理论建立了气体炮的内弹道模型,并在计算机上进行了数值模拟．为后续气体炮的结构设计、相关设备的选型、气体炮参数的调整提供了理论依据．