火箭、導(dǎo)彈和彈丸等靶場試驗運(yùn)動目標(biāo)的運(yùn)動位姿參數(shù)是反映其空間運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù),對武器系統(tǒng)性能分析及綜合性能的考核有著重要的作用�，F(xiàn)有的高速成像技術(shù)無法同時兼顧分辨力、拍攝頻率、感光度及測量方便性,影響了其在靶場高速小目標(biāo)位姿參數(shù)的測量精度及應(yīng)用。本文開展一種基于高速成像技術(shù)的彈丸運(yùn)動位姿參數(shù)測量方法研究,嘗試提高高速小目標(biāo)的空間位姿測量精度。在分析了高速小目標(biāo)對象的特性及現(xiàn)有成像技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于高分辨率成像、激光照明及雙目成像技術(shù)的彈丸運(yùn)動位姿參數(shù)高精度測量方法,并據(jù)此開展了測量方案設(shè)計,給出了測量原理及系統(tǒng)組成。該方法與現(xiàn)有方法比,具有測量簡單、靈活、精度高的特點(diǎn),適合于野外測量。針對高速小目標(biāo)運(yùn)動產(chǎn)生的模糊量,研究了脈沖激光光源照明技術(shù)。根據(jù)高速小目標(biāo)運(yùn)動和結(jié)構(gòu)特性,以及高分辨率相機(jī)的性能,理論分析計算激光光源參數(shù)選取的依據(jù)。分析出激光照明下的圖像噪聲主要為散斑噪聲,給出了一種基于同態(tài)濾波和雙邊濾波相結(jié)合的去噪算法,在去噪的同時很好地保護(hù)了圖像的細(xì)節(jié)信息。針對彈丸的高速旋轉(zhuǎn)下位姿參數(shù)測量需求,根據(jù)彈丸模型、彈丸在身管中的運(yùn)動規(guī)律及彈丸雙目視覺成像模型,確定了沿彈丸軸線... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１陰影成像技術(shù)拍攝的照片??從圖Ｌ１可以看出，拍攝的是強(qiáng)激光照射在彈丸表面其在反射屏上的虛像，主要突??

少聞對靶場姿態(tài)測量問題進(jìn)行了分類，針對不同的情況設(shè)計了五種主要的法［１３］。針對靶場目標(biāo)像面上中軸線的提取，研宄者提出了很多種算法，但術(shù)己經(jīng)達(dá)到了很成熟的地步，欲想單單通過圖像處理進(jìn)一步地提高測量精大的突破了。??有研究者分析基于光電經(jīng)緯儀的中軸線面面交會法測量誤差的來源，得出測量的主要因素是圖像中軸線傾角的提取精度和雙站交會角的大�。郏保矗�，而線角度提取精度主要依賴目標(biāo)大小、圖像質(zhì)量等因素，因而針對不同的測境等對精度有較大的影響。??外，彈丸模型是軸對稱的其外輪廓無法反映其自轉(zhuǎn)角的狀態(tài)，導(dǎo)致中軸線無法測量彈丸的自轉(zhuǎn)角。對于彈丸模型為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，自身缺乏足夠的角丸表面較為光滑，其沒有明顯的幾何特征點(diǎn)，為了測量彈丸的自轉(zhuǎn)角信息，表面上制作輔助標(biāo)志。其中，向麗提出一種基于單站光測圖像的自轉(zhuǎn)角測用螺旋線作為輔助標(biāo)志，如圖１．２?（ａ）所示，通過檢測圖像上螺旋線與目標(biāo)線段的長度，再根據(jù)幾何先驗知識及約束關(guān)系獲得目標(biāo)的自轉(zhuǎn)角［１１李清制作螺旋標(biāo)志點(diǎn)的方法，如圖１．２?（ｂ）所示，通過對目標(biāo)表面一組同名特，計算出目標(biāo)的自轉(zhuǎn)角［１６］。??

過程即消顯現(xiàn)象，這樣將容易導(dǎo)致特征點(diǎn)的識別匹配混亂。??針對旋轉(zhuǎn)類模型，劉雙軍提出了一種螺旋加速式標(biāo)志布局方式，即沿著軸向螺旋??布置圓形標(biāo)記點(diǎn)，如圖１．３所示，基于先驗分布距離完成左右圖像同名點(diǎn)的匹配，但這??種方法標(biāo)記點(diǎn)設(shè)計不便，同名點(diǎn)識別也不直觀，且算法較復(fù)雜【１８］。???圖１．３表面螺旋標(biāo)記點(diǎn)的設(shè)計??尚志亮［１９］提出一種在目標(biāo)上安裝四種顏色ＬＥＤ二極管作為標(biāo)記點(diǎn)，利用特征顏色??信息對周向布置的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行顏色編碼，基于分組片段整體匹配的方式完成對標(biāo)記點(diǎn)??的識別匹配，如圖１．４所示。利用顏色信息識別具有較好的直觀性和簡便性，但存在破??壞目標(biāo)自身的結(jié)構(gòu)，使其適用范圍受到一定的限制。??嘗、增??＾?＾?ＷＷ?８??圖１．４標(biāo)記點(diǎn)彩色編碼布局示意圖??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[5]大型裝備在線三維視覺測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 徐巧玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[6]運(yùn)動目標(biāo)姿態(tài)與速度測量的理論及實驗研究[D]. 崔彥平.天津大學(xué) 2007
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碩士論文
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[2]副油箱模型風(fēng)洞自由投實驗技術(shù)研究[D]. 尚志亮.大連理工大學(xué) 2015
[3]基于靶道陰影照相的彈丸氣動力參數(shù)辨識研究[D]. 趙構(gòu).南京理工大學(xué) 2015
[4]針對目標(biāo)姿態(tài)測量的中軸線測算方法研究[D]. 丁少聞.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[5]提高回轉(zhuǎn)體目標(biāo)姿態(tài)測量精度的方法研究[D]. 王超.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2013
[6]高速投放模型位姿測量技術(shù)研究[D]. 劉雙軍.大連理工大學(xué) 2012
[7]空間運(yùn)動目標(biāo)姿態(tài)測量系統(tǒng)研究[D]. 姚凌飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]高速飛行體的快速成像及處理技術(shù)研究[D]. 周亮.南京理工大學(xué) 2009
[9]基于大功率LED閃光成像的速度測量研究[D]. 熊發(fā)田.中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2008



本文編號：3396757