近炸引信对空炸点位置测试方法研究

针对现有近炸引信对空炸点位置测试方法存在的不足,提出了基于4台光电探测靶与1个高分辨率面阵CCD相机相结合的近炸引信空中炸点的三维坐标测试方法;建立了空间炸点坐标模型,研究炸点三维坐标的计算方法;对试验获取的炸点图像,根据图像的多区域高亮度特征,采用亮度递减扩散检测的图像处理算法,实现炸点图像的重心定位;靶场试验结果表明,这种方法能够满足对空近炸引信炸点位置三维坐标的实际试验测试需求。     

基于CPLD的高速线阵TDI CCD驱动电路设计

随靶场测试技术的要求提高,特别在高速飞行弹丸测试技术领域,对弹丸着靶的两维坐标的测量精度提出了更高要求,利用高速高灵敏度的CCD器件为核心的图像采集系统,采集弹丸过靶的图像,通过图像分析可提高其测量精度;基于CPLD技术,简述IL—E2 TDICCD的基本工作原理及其时序要求,根据其要求自行设计高速线阵IL--E2 TDICCD芯片图像采集所需的复杂时寄和CCD外围驱动电路;分析IL—E2 TDICCD外围驱动电路设计的基本原理与CPLD内部逻辑时序设计,完成线阵IL—E2 TDICCD图像采集的驱动时序电路;实践证明,该电路结构简单,可靠性高,满足测试要求。     

线阵CCD精度靶图像触发算法设计

针对线阵CCD精度靶测量弹丸坐标时需要额外触发光幕发送触发信号来决定其何时开始采集的问题。在图像采集过程中,设计一种图像触发算法在接收线阵CCD相机的图像数据信号的同时自动检测弹丸并实时发送触发信号。通过研究弹丸图像的特性以及算法在FPGA上的硬件实现方法,利用当前采集到的图像对算法进行了实验验证。实验验证表明,该算法可有效识别弹丸信号,并能排除其它非弹丸信号的干扰。该算法对提高线阵CCD精度靶触发精度,精简线阵CCD精度靶结构具有十分重要的意义。     

立靶光幕探测性能分析与弹丸信息提取研究

交汇立靶测量系统可以实现飞行弹丸的速度、着靶坐标测量,是靶场测试中不可缺少的测龟装置,然而,由于交汇立靶中的倾斜光幕存在,致使飞行弹丸在穿越光幕过程中的输出信息不一致,影响了测量精度;基于立靶测最系统原理,分析了立靶光幕的光学探测性能;从光学探测方面,研究与分析光幕幕厚、作用距离与光电探测输出信息的关系,并根据交汇光幕布阵的几何特点,提出采用相关算法对飞行弹丸穿越光幕信号的时刻提取,减少光幕幕厚不一致产生的计时误差,提高系统测量精度.     

点阵测头成像视觉坐标测量系统的研究

柔性三维坐标测量在工业现场测量有较多应用.分析多目标点透视成像原理的基础上,提出了点阵测头成像视觉坐标测量的概念,给出系统完整的三种数学模型及求解方法.设计了一种实用测头,基于单台面阵CCD摄像机实现由三种类型测头组成的视觉测量样机.在距离摄像机1 000 mm,样机进行实际测量,并与三坐标测量机的检测结果进行比对.测试结果表明在摄像机成像面平行的两个方向的测量精度高于摄像机轴向测量精度.     

多线阵光电立靶弹丸攻角测量

基于立靶坐标交汇测量原理,介绍了传统单线阵CCD立靶系统,并对单线阵CCD立靶系统中弹丸攻角测量方法进行了分析,指出了其中存在的扫描帧频不足和弹头、弹尾着靶点距离误差的问题.在此基础上,提出了一种新的多阵列光电立靶测量系统的布设方法,利用6个交汇列图像在空间交汇组成光幕阵列,根据飞行弹丸穿越不同光幕阵列的时刻和多光幕立靶系统结构参数,提出了一种新的计算弹丸攻角的方法.利用多线阵光电立靶测量系统巧妙地避免了弹头、弹尾着靶点距离误差对测量结果的影响,保证了测量精度,降低了系统成本.     

高灵敏度TDI线阵CCD图像系统研究

对于低照度、高速运动物体等的测量拍摄场合,往往需要高灵敏度的线阵CCD相机。本文介绍了一款高灵敏度的线阵相机的研制方案,相机的线阵CCD芯片采用DALSA公司的IT-F6,它具有96级TDI功能,动态范围3600:1,经试验,灵敏度比一般的线阵CCD相机提高了约20倍,大幅度提高了系统的整体响应水平。在靶场测试中,对距离5米外的7.2mm高速子弹弹丸可以清楚捕捉,在高灵敏度的探测场合具有广阔的应用前景。     

基于PSD传感器的炸点三维坐标测量方法研究

针对野外炸点空间三维坐标测量的问题,提出了基于二维PSD位置传感器的炸点位置测量方法,构建了基于二维PSD位置传感器的炸点三维坐标测量系统;基于双目视觉原理建立了炸点空间三维坐标测量数学模型;研究了被动探测系统在野外远距离下的标定技术;通过系统误差分解传递,分析了各参数的误差;在Matlab中分别绘制了炸点位置坐标3个维度的误差分布图,并分析了测量系统误差随炸点实际位置变化的分布情况;根据误差分布图得到了在理论100 m测试距离下X坐标最大测量误差约为0.292～0.303 m,Y坐标最大测量误差约为0.251～0.371 m,Z坐标最大测量误差0.270～0.336 m;最后通过静爆实验对测量方法正确性、被动探测系统标定技术可行性和测量系统功能性进行了验证,结果表明测量系统响应速度快且功能正常,被动探测系统标定技术具备可行性且操作方便,可适用于野外炸点位置的快速测量。     

近地炸点声定位算法研究

针对四元十字阵被动声定位算法存在定位精度受目标方位角影响的问题,提出基于时间差技术的五元十字阵算法;研究了五元十字阵阵元间的几何关系与参数的计算,利用球面坐标法及最小二乘法推导了目标定位计算式,进行了系统误差分析;实验结果表明,该算法提高了炸点的测距与测向精度,改善了目标方位角对弹丸炸点的定位精度的影响;与四元十字阵算法相比,五元十字阵算法在距离、方位角和俯仰角的误差分别是1.33m、0.0003°和0.44°。     

连发弹丸爆炸声信号时延估计技术研究

根据声测连发地面炸点技术研究课题的需求,分析了复杂背景下连发弹丸爆炸声信号的特点,研究了一套适用于靶场实际测量环境的多目标信号时延估计技术,主要步骤为信号预处理、目标识别和时延提取。计算机模拟仿真结果表明,算法的时延估计精度可达到1.2毫秒,并可正确分离间隔大于半个信号主脉宽（约10毫秒）的粘连信号。利用课题组自行研制的原理样机采集了实弹射击的声信号,试验处理结果验证了算法的可靠性与正确性,且时延估计误差与数值仿真一致,较好地解决了连发地面炸点目标声学定位中的时延估计问题。     

提高CCD摄像头焦距测量精度的两种方法

简述了CCD摄像头测量航空相机焦距数值和检测实际成像面位置正确与否的原理和提高测试精度的方法.采用CCD摄像头接收被测相机所成的像,利用最小二乘法做曲线拟合和灰度矩法提高成像亮线中心的定位精度,从而精确地计算出像长值.实验和计算结果表明,两种方法对航空相机焦距数值的测试计算都有很高的精度,测试误差与理论误差(0.12%)相吻合;对实际成像面位置正确与否的检测判断结果完全相同,准确率达到100%.     

CCD微米级圆钢光电测径仪设计

提出了线阵CCD微米级非接触式圆钢光电测径仪的设计方案,并以ARM微处理器和单片机为核心实现了设计;解决了传统圆钢测径方法接触式测量的局限问题,具有结构简单、小型化、非接触、精度高等特点。实验结果表明,该系统实现了CCD非接触式圆钢光电测径,测量结果准确、精度高、稳定性好,且可直接方便地显示测量结果。     

基于FPGA的自准直系统数据处理技术

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的CCD自准直测角系统.以FPGA作为系统处理核心;以自适应调节模块为CCD驱动发生器提供准确的波形时序;采用边缘检测算法获得图像的像元级边界;通过最小二乘拟合算法计算得到光斑圆心位置;利用VHDL语言以及MAX+plusⅡ软件完成了系统设计.系统测试和实验表明:所设计的片上系统具有高精度、高集成度的特点.     

塑料盐膜拉膜机CCD数字成像微机监控系统设计

介绍应用线阵CCD器件设计的塑料盐膜拉膜机膜穿孔微机自动监控系统,对线阵CCD器件的检测头安装、检测电路设计、检测精度、检测速度以及边界定位等问题进行了详细探讨,提出了提高检测精度与检测速度的方法。设计中采用了P87LPC76X OTP单片机以及I^2C总线技术,详细描述了硬件接口电路的设计原理,并对I^2C总线器件的读写控制方法进行了深入探讨。     

基于线阵CCD拼接技术的一维尺寸测量

通过分析基于线阵CCD传感器的一维尺寸测量原理,提出了采用拼接技术测量较大一维尺寸的测量方案,并系统分析了该方案的测量误差。实验表明:采用该方案进行一维尺寸测量时,可以达到较大的测量范围和较高的测量准确度。     

基于面阵CCD的相机自动调焦技术

为满足摄影分辨力的要求 ,在航空相机拍摄过程中 ,镜头位置要随着摄影距离的改变相应调整。线阵CCD交汇测量能准确测定点目标的距离 ,但对于面目标测量难度较大 ,若用面阵CCD替代线阵CCD ,并利用小波变换获取的图像边缘特征 ,自动识别相同点目标在不同CCD面上的成像位置 ,可实现面目标距离精确测量和相机焦距的自动调整。     

用线阵CCD实现潜望镜镜筒弯曲的实时测量

潜艇潜望镜的镜筒在航行时受到水的阻力会产生弯曲变形,这种变形会造成潜艇对星体测量的误差;由于镜筒结构的特殊性,对其弯曲程度的测量只能采用非接触方法;首先从结构和光路方面介绍采用线阵CCD作为检测元件实现对镜筒弯曲程度的测量;其次以东芝公司的线阵CCD(TCD1501C)为例阐述了其工作原理及驱动时序的控制要点,并介绍了基于可编程逻辑器件的线阵CCD的驱动电路;线阵CCD输出的信号中含有共模干扰,必须采用差分放大器将其抑制;为将信号转化为适合计算机处理的数字信号,文中给出了有一定实用价值具有施密特特性的二值化处理电路及二值化后的数据处理过程;最后阐述了在实际使用中的一些关键问题.     

TDI CCD视频响应性能的高精度检测

TDI CCD主要应用于空间遥感和科学实验中。为了解决TDI CCD性能检测过程中精度不够、检测方法不够准确等问题,提出了一套更为科学而准确的高精度TDI CCD性能检测方法。实验结果表明,暗电流信号和CCD噪声的测量不确定度是以往测量方法的1/10,其他视频响应性能的不确定度也仅为以往测量方法的1/5。该测量方法提高了TDI CCD视频响应的检测精度和准确性。     

基于图像技术的多刃钻尖参数的测量及应用

提出了一种基于图像技术的多刃钻尖参数的非接触测量方法;介绍了利用CCD图像的多刃钻尖参数测量系统;调整工作台和钻尖的相对位置,通过CCD拍摄钻尖图像,对钻尖原始图像进行预处理,包括图像灰度化、滤波、二值化、边缘检测;经过Hough变换检测得到钻尖外刃的图像轮廓和钻尖圆弧刃的图像轮廓,再利用最小二乘法对钻尖外刃和圆弧刃的图像轮廓进行拟合,通过定标计算后,从而得到所测参数结果。并对测量精度进行了分析。试验结果表明,该检测系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。