大面积CCD精度靶光源技术研究与设计

发布时间：2020-08-02 04:53

【摘要】：在靶场兵器外弹道参数测试当中,弹丸着靶坐标的高精度测量是兵器生产和研制过程中的一个重要环节,室内CCD精度靶靶密集度测量因其具有较高的测量精度被广泛使用,然而室内CCD精度靶的灵敏度和测量精度与其背景光好坏具有直接关系。本文针对目前大面积室内双CCD精度靶背景光源不均匀、亮度低等问题,通过分析室内CCD精度靶工作原理,研究设计了两种用于室内双CCD交汇精度靶的光源：平板光源和聚光光源。在平板光源的设计中,通过对导光板中的网点半径及分布进行理论计算,建立网点的数学模型,并在此数学模型下对网点进行排列完成了导光板的设计。LED发出光线在导光板中传导遇到导光板中网点时改变传播方向在导光板的上表面出射,进而在出射表面形成均匀的面光源,在经过扩散板进一步均匀化后,通过棱镜膜将光线聚拢在探测系统要求的一定角度范围内出射,从而形成均匀的面光源。聚光光源根据LED阵列发光强度的理论计算,得到了LED阵列排布,根据几何光学原理,设计了柱面单方向镜汇聚光线的聚光光学系统,玻璃棒阵列单方向散射光线的散射光学系统,使用Lighttools对设计进行了仿真优化,得到发光面均匀的室内双CCD交汇精度靶背景光照明系统。在CCD精度靶使用中光源距主控测试站较远,且光源中LED数量众多,人工检测困难,因此本文提出了基于A/D采集与CAN总线通信的光源自检电路,通过检测LED模块工作电压进而检测光源工作状态。采用高速CCD相机采集光源所产生的背景光图像,经过Matlab进行数字图像处理的方法,得到光源灰度值曲线,并对其最高灰度值,均匀度,噪声等进行分析。从而验证平板光源在1.5m左右可正常工作,均匀度为±5个灰度值,其具有发光均匀、稳定,且功耗低的优点。聚光光源在17m内被采集图像灰度值饱和,23m内可正常工作,其具有发光强度高、工作稳定的优点。
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410.6

【参考文献】

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本文编号：2778187