基于机器视觉的枪弹外形几何参数测量研究

发布时间：2020-10-13 12:23

　　 枪弹外形几何参数是枪弹生产质量的主要考核因素之一,同时也是影响射击精确度的重要因素。鉴于传统的枪弹外形几何参数测量主要是依靠人工进行尺规测量,效率比较低。随着我国军工行业的快速发展,高效准确地检测枪弹外形几何参数已是当务之急。本文运用非接触式测量,采用现代数字图像处理的方法,对枪弹投影图像进行相应的处理,最终将像素数换算成为实际的枪弹外形几何参数,这样即可实现准确、稳定、高效率的测量。本文首先根据所要检测的枪弹外形几何参数的特点对检测系统进行了总体方案的设计和器件选型,其次搭建监测系统并对系统的标定原理作了简要分析。然后对采集到枪弹投影图像进行预处理,消除干扰噪声,增强目标图像。运用Canny算子提取整像素边缘,再通过三种亚像素算法的对比,利用改进型的Sobel模板提取出枪弹的亚像素边缘。接着在此基础之上对运用Tomasi-Shi亚像素焦点检测提取角点,并用Hough变换提取地面直线,求取相关的直线段几何参数;通过圆的一般方程,运用最小二乘法解超定方程组求解弹头圆弧半径;通过分别求取弹头与弹壳的中心轴线,运用两线夹角公式求取装配的同轴度。最后通过对系统实际标定,完成对12.7mm枪弹上述三种参数的实际测量,实验结果表明系统标定有效地提高了系统的测量精度,12.7mm枪弹小尺寸的直线段参数相对误差为-0.1%,,最大绝对误差为0.009mm;较大尺寸的直线段参数相对误差为-0.03%,最大绝对误差为0.023mm;弹头圆弧半径的相对误差为0.16%,最大绝对误差为0.257mm,考虑到对圆弧边缘部分的近似处理,产生误差偏大;装配的同轴度通过与基恩士二维尺寸测量仪的对比测试,偏差最大??,并且其测量结果没有显著性差异,满足精度要求。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.41;TJ411
【部分图文】：

设计的复杂度。因此硬件平台的搭建是测量结果的真实要几何参数特点分析及对检测系统的要求程是一个在瞬间完成的强冲击过程，从供弹开始到击发符合设计要求，会影响整个供弹过程；另外弹头与枪弹入弹带的初始过程发生变化，会影响整个内弹道过程；动力布局，对外弹道性能影响较大。因此枪弹的检测主数、弹丸与弹壳的装配同轴度，弹丸的几何参数。觉的枪弹检测方法是通过 CMOS 工业相机与相应的镜机进行数字化处理，最终将处理结果反映到计算机屏幕量的繁琐步骤。枪弹外形几何参数检测系统的基本组

中北大学学位论文率的比例为 10，则测量分辨率为 51=0.005， 5 1=0.05，图像的最小分辨率为146 5 5=2930，要大于 2930。同时枪弹外形几何参数的测量不即可。的是数字信号，这些数字信号所占的比特位数呈现出的灰度等级就越多，但是系统的处理速用度申科技公司的 U3S880M-H 相机，如图

中北大学学位论文数系统镜头的放大倍率=像元尺寸系统精度×1，即 2.5（/0.0 390mm，则系统的焦距为工作距离 ×放大倍数放大倍数+1，以达到的精度为：像素尺寸放大率= 25 625= 4mm。同无需变焦，因此选用工作波长在可见光波段的定选择 BTOS 的 ZF-23144 远心光学镜头如图 2.5
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本文编号：2839162