小口径火炮膛线尺寸自动化测量系统研究

发布时间：2021-06-11 22:32

　　膛线是火炮的灵魂,它赋予了弹头旋转的能力,大大提升了火炮射程及准确度。在使用过程中,膛线中的阳线会发生严重磨损,影响火炮的射击性能,磨损量到达一定程度,火炮身管就会报废。因此,如何实现对膛线阳线尺寸的精准、快速、自动化测量,对于确定膛线磨损程度,以保证火炮射击准确度以及准确预估剩余使用寿命有着至关重要的意义。现有37mm口径火炮身管膛线检测使用长杆内径千分表,测量速度慢、重复性差,无法满足自动化、便捷化需求。针对此问题,本文基于激光三角法和视觉检测原理,设计了一种小口径火炮膛线尺寸自动化测量系统。该系统由拥有一定定心能力及尺寸自适应能力,能在火炮内膛中稳定运动的爬行机器人搭载光电测量探头构成,探头中的小型高分辨率相机采集身管各轴向位置由环形光照亮的内膛截面图像,通过上位机相机标定、图像预处理、膛线轮廓中心线提取、阳线数据提取及拟合等算法,计算出膛线阳线尺寸,配合激光位移传感器输出轴向位置信息,实现了对身管内膛各轴向位置阳线尺寸的自动化、便捷化测量。该测量系统结构简单、紧凑,便于小型化,成本低廉,测量速度快,拥有功能丰富、直观形象的人机交互界面,可实现膛线阳线尺寸的自动化、便捷化检测,且... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

系统硬件组成示意图

图 2-3 系统硬件组成示意图件组成示意图如上图 2-3，其中 1 为激光测距传感器，通爬行深度，可以得到所测内膛截面膛线尺寸对应的身管轴向珠定心结构的火炮爬行机器人，滚珠周向均布四个，沿阴线悬空并大致处于身管轴心；3 为机器人的运动结构，由弹在内膛表面行走的正压力，从而适应膛线磨损不均导致的尺摩擦力的增加，可以使爬行系统更加可靠，避免因内膛形顿；4 为带视窗的光电测量探头，通过小型高分辨率相机膛截面，传给上位机做图像处理，进行后续数据处理分析量原理

的相机像元面 2592*1944，在视场为 40mm*40mm 时，分辨率可研究的小口径火炮膛线尺寸自动化测量系统中的光电测量探益方面考虑，决定采用基于激光三角法和视觉检测原理的方生器配合小型高分辨率相机，并进一步改进优化，去除了成像收集截面上的环形光斑，简化了结构，降低了成本。其原理图环形激光发生器，2 为小型高分辨率相机，3 为与炮膛爬行机4 为光学视窗。环形激光发生器发出的环形光照射到身管截截面的漫反射光的信息，对截面进行成像，进一步经过图像实现对阳线数据的提取、拟合，得到膛线尺寸信息。成像原理[15]可知：1 1 1+ =u v ff 为 CMOS 相机的焦距；u 为物距；v 为像距；理图如下图 2-5：


本文编号：3225383