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室内高精度立靶密集度测试技术

作　者: 杜文斌
导　师: 倪晋平
学　校: 西安工业大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 密集度 着靶坐标 弹丸 CCD相机 误差仿真 参数识别
分类号: TJ06
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 96次
引　用: 1次
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-22
  1.1 课题研究的背景和意义  8
  1.2 前人在本研究领域中的成果  8-15
    1.2.1 靶板法  9
    1.2.2 声学靶  9-10
    1.2.3 基于光电技术的光电靶  10-15
  1.3 室内立靶密集度测试技术国内外发展状况  15-20
    1.3.1 国外当前的室内立靶密集度测试技术  15-18
    1.3.2 室内立靶密集度测试技术国内研究状况  18-20
  1.4 五种立靶坐标测量仪器性能比较选择  20-21
  1.5 研究的主要研究工作  21-22
2 测试系统总体设计  22-38
  2.1 总体系统  22-23
    2.1.1 系统组成  22
    2.1.2 信息传输关系  22-23
  2.2 技术要求  23
  2.3 密集度参数计算  23-25
    2.3.1 计算平均弹着点  23-24
    2.3.2 射击密集度表示方法  24-25
  2.4 测量原理  25-32
    2.4.1 线阵CCD相机  25
    2.4.2 双CCD交汇测量原理  25-27
    2.4.3 CCD相机选择  27-28
    2.4.4 靶面设计  28-32
  2.5 照明分系统  32-33
    2.5.1 照明光源说明  32
    2.5.2 光源要求  32-33
  2.6 控制采集和触发分系统  33-37
    2.6.1 触发系统  33-35
    2.6.2 控制采集系统  35-36
    2.6.3 控制流程  36-37
  2.7 本章小结  37-38
3 光源分系统设计  38-47
  3.1 线结构光激光器—源反射膜光源  38-40
    3.1.1 光源试验  39-40
  3.2 LED光源  40-45
    3.2.1 发光二极管特性参数  40-41
    3.2.2 LED小模块光源  41-42
    3.2.3 大功率LED—柱面镜光源  42-45
  3.3 光源的结构设计  45-46
  3.4 本章小结  46-47
4 相机标定与系统参数识别  47-55
  4.1 CCD相机光轴的标定试验  47-48
  4.2 系统结构参数的辨识方法和算法  48-51
    4.2.1 参数识别算法  48-50
    4.2.2 系统结构参数识别实验方法  50-51
  4.3 静态实验  51-54
  4.4 本章小结  54-55
5 误差分析与实验  55-67
  5.1 系统结构参数测量不准确造成的系统测量误差  55-58
    5.1.1 系统结构参数不准确系统测量误差模型  55-56
    5.1.2 系统结构参数不准确的系统测量误差分析  56-58
  5.2 双CCD相机不共面误差分析  58-64
    5.2.1 不共面分类  58-59
    5.2.2 不共面误差计算  59-64
  5.3 气枪弹试验  64-65
  5.4 密集度参数计算  65
  5.5 本章小结  65-67
6 结论与展望  67-68
  6.1 论文总结  67
  6.2 下一步的研究工作和展望  67-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71-72
致谢  72-74

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 一般性问题 > 测试技术及设施
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