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本文来源于中国人民解放军总装备部下达的“弹头引信自动破铆试验装备”研究课题。本文在对国内外报废弹药处理工作现状分析的基础上,针对目前制约报废炮弹安全高效分解拆卸的瓶颈,即安全破除弹头引信铆点这一问题,从以人为本的思想出发,提出了在隔离条件下以视频识别技术为核心的自动破铆控制系统的研制方案。全文以该系统中弹头引信铆点的自动识别和定位为目标进行研究和描述,旨在解决弹药处废实际工作中的安全和效率等问题,论文最后达到了预期效果,具有重要的现实意义。
本论文以可靠、高效、经济为指导思想,根据军事安全需求提出的既定功能要求来设计工作流程。在系统硬件设计与软件设计的过程中,采用了自顶向下的模块化设计思想,并遵循了理论方案设计与实验并重的研究原则,不断通过实验验证去修正设计、改进方案。最终的实验结果表明,铆点图像视频识别的关键技术问题得到了解决,系统能够实现既定的这个基本功能,证明了本文提出的研制方案的可行性和正确性。本文的研究结果为整套自动破铆机电一体化装备的成功研制打下了坚实的基础。本文的贡献主要有以下四点:
1、本文的研究是视频识别技术在我国弹药处废领域的首次应用,是应用上的创新,有利于提高我国弹药处废工作的自动化和智能化水平。
2、本文中系统硬件部分的研究,通过合理选型、精心设计,对硬件资源进行整合优化,充分发挥每个关键器件的作用,用较低的成本实现了较高的硬件性能。给其它类似系统的研制开发起到一定的借鉴作用,亦为整个系统功能的最终完成奠定了坚实基础。
3、针对弹头引信铆点视频图像的几何特征和背景特点,提出了一种关于铆点图像识别和定位的简捷有效的算法及判据。该算法采用两个同心的方形模板来对目标图像进行匹配,当小模板完全被目标覆盖后收缩大模板,直至与目标的外轮廓相切,识别定位同步完成。该算法具有省资源、高效率、易实现等特点,便于向其它适宜的系统移植。
4、本文提出了一种实现DSP与PLC问快速通信的方式,该方式用一条通信线把DSP的一个通用I/O引脚经光电隔离后和PLC的一个输入点直接相连,然后通过该线上的电平信号的变化通信。这种方式突破了现行标准通信协议的束缚,用很少的硬件、软件资源就完成了实时通信的任务,非常适合通信数据量很小,但实时性要求高的场合。为自动控制系统中DSP与可编程控制器之间的通信方式提供了新的思路。