【摘 要】
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基于线阵相机交汇的立靶密集度测试系统由于其结构简单,使用方便,测量精度高等优点,在武器测试等领域中得到了越来越广泛的应用。随着新型武器的精度和射速等性能逐步提升,对武器测试系统的性能要求也越来越高。目前限制线阵相机交汇立靶密集度测试系统精度的主要因素包括系统参数测量误差、背景光源不理想,以及外界各种干扰导致的误识别、漏识别等问题。为此,本课题在对影响系统测量精度的主要误差来源进行深入分析的基础上,
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基于线阵相机交汇的立靶密集度测试系统由于其结构简单,使用方便,测量精度高等优点,在武器测试等领域中得到了越来越广泛的应用。随着新型武器的精度和射速等性能逐步提升,对武器测试系统的性能要求也越来越高。目前限制线阵相机交汇立靶密集度测试系统精度的主要因素包括系统参数测量误差、背景光源不理想,以及外界各种干扰导致的误识别、漏识别等问题。为此,本课题在对影响系统测量精度的主要误差来源进行深入分析的基础上,开展了基于线阵相机交汇的弹丸立靶密集度测量系统研制工作。首先对立靶密集度测试中的弹丸目标特性进行了分析,并根据双线阵相机交汇坐标测量原理以及测试需求对立靶密集度测量系统进行了总体设计。随后通过理论推导与仿真的方式对立靶测量系统中的主要误差来源进行了具体分析,并依据各个误差来源对测量结果的影响方式以及影响程度,针对性地提出误差控制方法,包括对交汇测量系统参数进行标定以降低系统参数测量误差;提高背景光源性能来提高弹丸图像质量;采用多参数级联匹配的方式逐级滤除蚊虫、石子等干扰物体图像,提高数据处理的效率,并对图像数据进行边缘保留滤波以及凹点匹配分割等抗干扰处理以降低数据处理误差,避免误识别等问题,最终达到提高系统的测量精度和抗干扰能力的目的。依据提出的误差控制需求以及系统性能技术指标,对线阵相机立靶密集度测量系统进行了具体设计,给出了系统核心成像组件的相关参数以及选型依据;根据相机传感器特性以及测量系统的需求对背景光源进行了器件选型和整体仿真设计;对系统的安装靶架以及标定杆进行了具体的结构设计;基于MATLAB编写了算法程序,实现了对弹丸图像数据的处理,并利用Lab VIEW设计了便于操作的上位机软件。最后在实验室环境下搭建了测量系统并对其进行了精度验证实验,通过多组实验数据对比,验证了测量系统的坐标测量误差优于2mm。而为了验证系统对图像数据的抗干扰处理能力,在测量环境较为恶劣的实验现场进行了实弹射击实验,验证了在实验环境中存在微小石子、破片等干扰物时,测量系统使用的基于多参数级联匹配的弹丸坐标抗干扰提取方法能够较为有效的滤除干扰物体影响,得到更可靠的测量结果。
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