炮膛內(nèi)表面質(zhì)量是衡量炮膛內(nèi)壁加工質(zhì)量和使用后養(yǎng)護質(zhì)量的重要檢測指標(biāo)。近年來,具有大視場、高分辨率的全景成像系統(tǒng)在各領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,而在炮膛、槍膛內(nèi)表面質(zhì)量檢測中,用全景成像技術(shù)獲取其內(nèi)壁圖像的方法在國內(nèi)并不多見。以炮管內(nèi)壁為研究對象,設(shè)計了基于錐面折反射全景成像原理的炮膛全景內(nèi)窺系統(tǒng),該系統(tǒng)無需掃描即可將周向360°炮膛內(nèi)壁物點一次成像,通過對全景圖像進行展開和拼接處理獲取高分辨率的全炮膛圖像。主要工作包括:（1）根據(jù)部隊炮膛內(nèi)窺需求,設(shè)計一種智能糾偏的炮膛全景內(nèi)窺系統(tǒng),包括內(nèi)窺裝置光學(xué)成像系統(tǒng)、測距系統(tǒng)和糾偏系統(tǒng)。建立內(nèi)窺裝置非單視點錐面折反射全景成像系統(tǒng)參數(shù)的計算方法,實現(xiàn)高質(zhì)量炮膛全景圖像的采集;引入測距和糾偏系統(tǒng)分別實現(xiàn)內(nèi)窺裝置的位置檢測和運動偏差自動校正。（2）針對全景圖像存在嚴(yán)重畸變的問題,提出錐面雙向投影模型下精確插值的全景圖像展開法。建立錐面正逆雙向投影模型,推導(dǎo)了全景圖像和展開圖像對應(yīng)像素點的坐標(biāo)映射關(guān)系,將全景圖像的像素點逆向映射到展開圖像,再將展開圖像中缺失的像素點正向映射到原全景圖像,確定其鄰域像素點,通過誤差補償?shù)碾p線性插值法精確還原缺失像素點的灰度值。采... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

60°旋轉(zhuǎn)攝像頭內(nèi)窺裝置示意圖

四目窺膛

第1章緒論3構(gòu)穩(wěn)定可靠，不需要伺服控制系統(tǒng)，但是多相機采像有可能存在盲區(qū)，對后續(xù)圖像拼接算法要求較高，在圖像處理方面增加了復(fù)雜度。CCD傳感器鏡頭攝像頭火炮身管圖1.3四目窺膛攝像頭裝置圖隨著全景技術(shù)的發(fā)展，全方位視覺傳感器（Omni-directionalVisionSensor，ODVS）被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。2012年，軍械工程學(xué)院的傅建平及其團隊開發(fā)了基于全景環(huán)形透鏡（PanoramicAnnularLens，PAL）結(jié)構(gòu)的火炮內(nèi)膛檢測裝置，如圖1.4所示[8]。該裝置能實現(xiàn)單次采集360°炮膛全景圖像，檢測效率高，但相比其他二次曲面反射鏡，PAL結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作較難。AB"B"A1α2α圖1.4PAL結(jié)構(gòu)火炮內(nèi)膛檢測裝置圖2014年，南京大學(xué)的彭福強和鮑俊偉等人采用球面鏡的反射式全景成像系統(tǒng)對炮膛全景圖像進行采集[9,10]。近幾年來，基于不同二次曲面反射鏡的折反射全景成像設(shè)備逐漸應(yīng)用在與炮膛結(jié)構(gòu)相似的管道、孔徑工件等內(nèi)壁圖像的采集上。浙江工業(yè)大學(xué)的湯一平和韓國棟等人設(shè)計一種圓弧曲面的主動式全方位視覺傳感器（ActiveStereoOmni-directionalVisionSensor，ASODVS），不僅可以應(yīng)用在火炮身管損傷檢測中[11]，也能應(yīng)用于管道內(nèi)壁形貌的檢測[12]。天津大學(xué)的韓文強和吳斌等人基于錐面折反射全景成像的原理研制了微細管道內(nèi)壁缺陷檢測裝置[13]。錐面反射鏡相比于其他二次曲面反射鏡，不僅具有更高的垂直分辨率和較低的光學(xué)畸變，而且其面形結(jié)構(gòu)簡單，加工方便、成本低廉。由于炮膛檢測技術(shù)涉及軍事領(lǐng)域，國外的相關(guān)資料較少，故查找與炮管環(huán)境相似的管道內(nèi)壁檢測方面的文獻。在80年代初，美國、德國等國家開始通過光電檢測設(shè)備對管道內(nèi)壁圖像進行采集。1996年，英國威爾士大學(xué)的Henry設(shè)計一種通過CCD

【參考文獻】：
期刊論文
[1]折反射圖像的畸變校正研究[J]. 宮玄睿,呂耀文,徐熙平,姜肇國.  光電子技術(shù). 2019(04)
[2]火炮四目攝像窺膛頭部裝置研究[J]. 曹營修,鄭立評,朱建杰,于楊.  火炮發(fā)射與控制學(xué)報. 2018(04)
[3]適用于管道內(nèi)形貌檢測的3D全景視覺傳感器[J]. 湯一平,吳挺,袁公萍,魯少輝,楊仲元.  儀器儀表學(xué)報. 2017(03)
[4]基于圓錐反射微小孔徑工件內(nèi)壁圖像檢測方法[J]. 游睿,吳俊杰,陳欣,陸文俊,丁國清.  傳感器與微系統(tǒng). 2016(08)
[5]基于圖像插值的高精度柱面展開算法研究[J]. 王彥柯,柴錚,朱齊丹.  電腦知識與技術(shù). 2016(18)
[6]基于各向異性插值的全景圖像徑向展開算法[J]. 陶宏江,金龍旭.  液晶與顯示. 2014(03)
[7]火炮內(nèi)膛全景圖像檢測與融合[J]. 賈惠芹,張茹.  光電工程. 2013(03)
[8]柱面透視投影模型下的全景環(huán)形透鏡畸變校正[J]. 肖瀟,王偉,畢凱.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[9]基于機器視覺的火炮內(nèi)膛全景窺測設(shè)備研究[J]. 傅建平,張麗花,雷潔,吳定海.  火炮發(fā)射與控制學(xué)報. 2012(02)
[10]基于多向小十字塊模板的塊匹配運動估計算法[J]. 朱曉紅,劉東海.  計算機工程與應(yīng)用. 2011(22)

博士論文
[1]折反射全向圖像深度信息提取技術(shù)研究[D]. 陳旺.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于FPGA和DSP的高清全景視頻采集與處理系統(tǒng)[D]. 陳君杰.長春理工大學(xué) 2019
[2]管道內(nèi)壁圖像檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 武曉宇.天津大學(xué) 2018
[3]基于主動式全景視覺傳感器的火炮身管損傷檢測系統(tǒng)研究[D]. 韓國棟.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于壓縮感知的火炮身管內(nèi)膛圖像拼接技術(shù)研究[D]. 張曉燕.南京大學(xué) 2016
[5]基于相位測距的激光測距儀設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 黃俊明.北京郵電大學(xué) 2016
[6]巖心內(nèi)壁圖像三維重建方法研究[D]. 解堯.西安電子科技大學(xué) 2015
[7]高分辨率全景圖像處理算法的FPGA實現(xiàn)[D]. 梁士天.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[8]高精度數(shù)字鑒相方法及其誤差分析[D]. 董雅潔.中北大學(xué) 2014
[9]火炮身管內(nèi)膛圖像拼接技術(shù)研究[D]. 鮑俊偉.南京大學(xué) 2014
[10]火炮身管內(nèi)膛燒蝕測量研究[D]. 彭福強.南京大學(xué) 2014



本文編號：3600441