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室内高精度立靶密集度测试技术

杜文斌  
【摘要】:立靶密集度是衡量低伸弹道武器性能优劣的重要指标。为了满足武器研制中测量射击精度的要求,本论文在总结现有测试方法的基础上,研究了基于双CCD交汇原理的立靶密集度测量方案,在对该方案总体论证的基础上,设计了测试系统。本论文主要论证了室内双CCD立靶测量的总体方案,设计了光机结构,研究了一种参数识别方法,完成了误差分析和试验。 对测量系统的总体方案进行了论证,确定了系统工作流程和相关测量与控制参数。选用两台Dalsa-P2-04k40CCD相机配合14mm焦距尼康镜头,两台相机交汇形成1m×lm的测量靶面;在分析现有各种光源的基础上,对激光器和原向反射膜的构建的光源以及LED光源进行了分析和试验研究,确定了高亮度LED配合柱面镜组成的漫反射光源,对该光源的能量分布进行理论分析和数学仿真,确定了最佳结构参数。采用CCD相机进行实验,表明该光源满足系统要求。 分析了系统测量误差,主要包括基线测量误差、CCD相机仰角误差、像元识别误差和镜头焦距等误差。分析了两个相机探测面不共面引起的系统测量误差,建立数学模型,完成测量误差分布仿真。 为了提高系统测量精度,本论文提出了基于坐标变换的系统参数识别算法。该算法通过测量标定靶板上的八个弹丸着靶坐标,结合弹丸在CCD相机上的成像点位置,计算出测量系统的几个关键参数。将识别出的参数带入测量公式,采用气枪弹进行了实验。实验结果表明:在1m×1m的靶面内,系统测量误差均小于2.5mm。研究的算法满足位置测量误差小于3.5mm的技术指标。


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