激光射擊及報(bào)靶裝置研究與設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 20:04

　　本文介紹了一款基于圖像處理技術(shù)的激光射擊及報(bào)靶裝置,該裝置使用激光束模擬實(shí)際彈道,安全高效,報(bào)靶結(jié)果準(zhǔn)確可靠,可作為士兵日常訓(xùn)練的輔助方式,亦可作為學(xué)生體驗(yàn)射擊的有效途徑。為了解決圖像類報(bào)靶系統(tǒng)精度較低、易受干擾的問(wèn)題,本文在搭建激光射擊報(bào)靶裝置的同時(shí),重點(diǎn)研究圖像處理過(guò)程中靶面參數(shù)的精確獲取與系統(tǒng)抗干擾性能的優(yōu)化方法。論文的主要工作有:首先,介紹裝置的搭建方法及硬件選型,包括激光發(fā)射裝置和靶圖采集裝置。其次,探討靶面圖像預(yù)處理的過(guò)程,對(duì)圖像色彩變換、胸環(huán)區(qū)域分割、圖像去噪等方法進(jìn)行研究:研究復(fù)雜光線條件下靶面圖像的分割方法,使用HSV色彩空間準(zhǔn)確分割了胸環(huán)區(qū)域和脫靶區(qū)域;研究圖像的去噪方法,采用高斯雙邊濾波,在保留環(huán)線細(xì)節(jié)的前提下,對(duì)靶面進(jìn)行了有效去噪。然后,對(duì)靶面參數(shù)的獲取方法進(jìn)行研究,包括靶心、環(huán)線與光斑的定位:分析現(xiàn)有閾值分割、邊緣檢測(cè)等方法的不足,采用“基于局部均值差異的閾值分割算法”有效提取靶面環(huán)線信息;分析Hough圓檢測(cè)方法的原理及缺陷,采用“基于距離直方圖的同心圓檢測(cè)算法”準(zhǔn)確定位靶心與環(huán)線;分析現(xiàn)有光斑檢測(cè)方法的原理,采用“基于最小距離迭代的光斑中心定位算法”準(zhǔn)確定位光斑中心位置,并實(shí)驗(yàn)證明了該方法相比其他方法更加穩(wěn)定。最后,對(duì)光斑檢測(cè)中存在的主要干擾進(jìn)行分析,提出解決多種干擾的有效方法,如使用形態(tài)學(xué)操作去除系統(tǒng)干擾,使用連通域分析法去除陰影、昆蟲(chóng)干擾等,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這些方法的可行性。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TJ5;TN249;TP391.41
【部分圖文】：

金屬,結(jié)構(gòu)示意圖,彈著點(diǎn),板金屬

各區(qū)域接出導(dǎo)線連入電源正極。當(dāng)金屬?gòu)楊^時(shí)閉路信號(hào)傳入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系的方位和環(huán)值[17]。而“金屬斷路類”報(bào)靶系板中埋入呈二維網(wǎng)狀或環(huán)狀分布的金屬導(dǎo)線，采集裝置根據(jù)斷路導(dǎo)線編號(hào)判斷彈著點(diǎn)位置在許多缺點(diǎn)：靶板結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，制造費(fèi)用精度很低，只能大致判斷彈著點(diǎn)區(qū)域，無(wú)法板金屬結(jié)構(gòu)遭到破環(huán)，需頻繁更換，且不可重。

聲電,結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.2 聲電靶結(jié)構(gòu)示意圖電傳感類報(bào)靶系統(tǒng)感類報(bào)靶系統(tǒng)，在靶面周圍規(guī)律性的布置多個(gè)光電收發(fā)裝置，使靶激光網(wǎng)格[20]。工作狀態(tài)下，子彈穿過(guò)激光網(wǎng)格的瞬間，彈頭遮擋部收器產(chǎn)生電平越變信號(hào)并傳輸至處理器（單片機(jī)、FPGA 或 PC 機(jī)光接收器編號(hào)，計(jì)算彈著點(diǎn)相應(yīng)坐標(biāo)。在該系統(tǒng)中，激光接收器反程簡(jiǎn)單快速，可大大減少漏報(bào)現(xiàn)象，適應(yīng)于快速連續(xù)射擊報(bào)靶。但難，且該系統(tǒng)抗干擾性較差，昆蟲(chóng)、落葉皆可觸發(fā)誤報(bào)[21]。

總體框架,激光,自動(dòng)分析,系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)