某型号子母弹投弹试验光学外测技术研究

论文摘要

某型号子母弹投弹试验单位迫切需要一种小型化、便携、经济、不受场地条件约束、快捷、准确的测量系统，以此获得末修子弹投弹平台——飞艇之精确的实时空间位置坐标以及末修子弹的外弹道等试验数据，进而考察和改进子母弹整体综合性能，以保障试验任务的顺利完成。 围绕该测量系统的研制，提出了建立基于PC的三维坐标测量系统的技术方案，解决了实现系统所需的关键技术，成功地实现了该系统。 本文主要工作如下： 1) 对测量任务的方案进行了总体设计：确定了双目测量的方案，选择了合适的视场和镜头，对试验设备进行了布局，明确了试验工作流程。 2) 通过对实时操作系统和视频采集卡的研究，建立了视频图像实时处理平台，并作出了实时性能分析。 3) 研究了图像存储所需要的硬件，介绍了本实验中图像存储采用的硬盘存储和内存存储方法。 4) 结合试验图像，简单介绍了目标的分割和点目标的提取，详细阐述了复杂背景下的十字丝识别方法和末修弹的提取方法。 5) 简单介绍了成像的几何基础。利用双目测量的方法和三维交会模型，得到了飞艇实时坐标及末修子弹外弹道。 6) 简单介绍了摄影测量学和动力学方程，在此基础上提出了一种新的利用单目视觉与动力学方程结合测量外弹道的方法。

论文目录

• 目录
• 表目录
• 图目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.3 课题任务
• 1.3.1 任务的提出
• 1.3.2 试验方案的选择
• 1.4 本文主要工作
• 第二章 试验方案总体设计
• 2.1 光学测量方式的选取
• 2.2 视场大小及摄像机镜头的选取
• 2.3 摄像设备外参数设计
• 2.4 飞艇的定位
• 2.5 测量系统总体设计
• 2.5.1 术语与缩写词
• 2.5.2 系统简介
• 2.5.3 系统工作流程
• 2.5.4 系统软件功能
• 第三章 视频图像实时处理平台
• 3.1 实时操作系统
• 3.2 视频采集卡工作原理
• 3.2.1 模拟视频信号
• 3.2.2 视频采集卡工作原理
• 3.2.3 采集卡性能
• 3.2.4 Gamma系列采集卡
• 3.3 实时处理平台的实现方法
• 3.4 系统的实时性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 图像的实时存储
• 4.1 图像的内存存储
• 4.1.1 图像实时存储的基本思路
• 4.1.2 图像存储步骤
• 4.1.3 实验结果
• 4.2 图像的硬盘存储
• 4.2.1 常规方法的缺陷
• 4.2.2 多缓冲池方法介绍
• 4.2.3 实验结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 图像中目标信息的提取方法
• 5.1 目标的分割
• 5.1.1 阈值法
• 5.1.2 差图像法
• 5.2 点目标的提取方法
• 5.2.1 形心法
• 5.2.2 灰度重心法
• 5.2.3 拟合法
• 5.2.4 相关法
• 5.2.5 小结
• 5.3 飞艇上十字丝标志提取
• 5.3.1 前言
• 5.3.2 方法介绍
• 5.3.3 算法实现
• 5.3.4 实验结果及结论
• 5.4 采集图像末敏弹体提取
• 5.4.1 方法研究
• 5.4.2 试验结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 三维交会测量
• 6.1 成像几何基础
• 6.1.1 透视投影
• 6.1.2 正交投影
• 6.1.3 视觉系统坐标系
• 6.2 双目视觉测量方法
• 6.3 实验结果
• 6.3.1 飞艇的实时定位
• 6.3.2 末修子弹的外弹道
• 6.3.3 精度分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 单目视觉与动力学方程结合测量末修子弹外弹道
• 7.1 传统的摄影测量学方法求弹道
• 7.2 利用单相机摄影测量加动力学方程求弹道
• 7.3 实验数据分析与结论
• 第八章 结论与展望
• 8.1 本文结论
• 8.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 论文发表情况