膛線是火炮的靈魂,它賦予了彈頭旋轉(zhuǎn)的能力,大大提升了火炮射程及準(zhǔn)確度。在使用過(guò)程中,膛線中的陽(yáng)線會(huì)發(fā)生嚴(yán)重磨損,影響火炮的射擊性能,磨損量到達(dá)一定程度,火炮身管就會(huì)報(bào)廢。因此,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)膛線陽(yáng)線尺寸的精準(zhǔn)、快速、自動(dòng)化測(cè)量,對(duì)于確定膛線磨損程度,以保證火炮射擊準(zhǔn)確度以及準(zhǔn)確預(yù)估剩余使用壽命有著至關(guān)重要的意義。現(xiàn)有37mm口徑火炮身管膛線檢測(cè)使用長(zhǎng)桿內(nèi)徑千分表,測(cè)量速度慢、重復(fù)性差,無(wú)法滿足自動(dòng)化、便捷化需求。針對(duì)此問(wèn)題,本文基于激光三角法和視覺(jué)檢測(cè)原理,設(shè)計(jì)了一種小口徑火炮膛線尺寸自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由擁有一定定心能力及尺寸自適應(yīng)能力,能在火炮內(nèi)膛中穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的爬行機(jī)器人搭載光電測(cè)量探頭構(gòu)成,探頭中的小型高分辨率相機(jī)采集身管各軸向位置由環(huán)形光照亮的內(nèi)膛截面圖像,通過(guò)上位機(jī)相機(jī)標(biāo)定、圖像預(yù)處理、膛線輪廓中心線提取、陽(yáng)線數(shù)據(jù)提取及擬合等算法,計(jì)算出膛線陽(yáng)線尺寸,配合激光位移傳感器輸出軸向位置信息,實(shí)現(xiàn)了對(duì)身管內(nèi)膛各軸向位置陽(yáng)線尺寸的自動(dòng)化、便捷化測(cè)量。該測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,便于小型化,成本低廉,測(cè)量速度快,擁有功能豐富、直觀形象的人機(jī)交互界面,可實(shí)現(xiàn)膛線陽(yáng)線尺寸的自動(dòng)化、便捷化檢測(cè),且... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)硬件組成示意圖

圖 2-3 系統(tǒng)硬件組成示意圖件組成示意圖如上圖 2-3，其中 1 為激光測(cè)距傳感器，通爬行深度，可以得到所測(cè)內(nèi)膛截面膛線尺寸對(duì)應(yīng)的身管軸向珠定心結(jié)構(gòu)的火炮爬行機(jī)器人，滾珠周向均布四個(gè)，沿陰線懸空并大致處于身管軸心；3 為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，由彈在內(nèi)膛表面行走的正壓力，從而適應(yīng)膛線磨損不均導(dǎo)致的尺摩擦力的增加，可以使爬行系統(tǒng)更加可靠，避免因內(nèi)膛形頓；4 為帶視窗的光電測(cè)量探頭，通過(guò)小型高分辨率相機(jī)膛截面，傳給上位機(jī)做圖像處理，進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理分析量原理

的相機(jī)像元面 2592*1944，在視場(chǎng)為 40mm*40mm 時(shí)，分辨率可研究的小口徑火炮膛線尺寸自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)中的光電測(cè)量探益方面考慮，決定采用基于激光三角法和視覺(jué)檢測(cè)原理的方生器配合小型高分辨率相機(jī)，并進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化，去除了成像收集截面上的環(huán)形光斑，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。其原理圖環(huán)形激光發(fā)生器，2 為小型高分辨率相機(jī)，3 為與炮膛爬行機(jī)4 為光學(xué)視窗。環(huán)形激光發(fā)生器發(fā)出的環(huán)形光照射到身管截截面的漫反射光的信息，對(duì)截面進(jìn)行成像，進(jìn)一步經(jīng)過(guò)圖像實(shí)現(xiàn)對(duì)陽(yáng)線數(shù)據(jù)的提取、擬合，得到膛線尺寸信息。成像原理[15]可知：1 1 1+ =u v ff 為 CMOS 相機(jī)的焦距；u 為物距；v 為像距；理圖如下圖 2-5：


本文編號(hào)：3225383