高精度弹药末端参数测试系统设计

发布时间：2025-03-17 21:00

　　弹药末端参数测量是实弹射击中弹道特征参数分析、弹药威力评估、目标毁伤效果评估的关键技术之一。对弹药末端测试系统的研究目的是针对靶场测量环境及弹药运动特点建立一套具有适用于绝大部分野外场地、经济性好、精度高、易于操作的小型化弹药末端测量系统。论文阐述了弹药末端测量的技术现状和发展,分析了绝大部分测量手段的优劣,结合本课题测试需求,提出了基于单目相机模型建立的高速相机双目测量方法,利用设置在靠近计划打击区域的高速相机前段测量单元采集图像,通过对采集的序列图像,将目标物在同一视场范围内的成像模型进行联立,然后经过图像处理、目标检测、目标跟踪,对三维场景的还原,从而实现对弹药末端参数的解算。论文首先基于序列图像特征点建立弹药末端参数测量的关系,建立小孔成像模型,根据序列图像与空间的映射关系,推导出图像像素坐标系、图像物理坐标系、相机坐标系、世界坐标系的四个坐标系的转换过程。将由两个测站对应的映射模型选择双目模型中的轴线汇聚结构模型进行空间联立,对弹药末端参数中弹药空间位置、速度、姿态推导,并将布站时的主要关键性参数进行分析以提高测试系统结构性精度。提出野外大视场环境下的相机标定新方法。通过实验数...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 研究现状
    1.3 相关领域研究概况
        1.3.1 基于图像的目标参数解算研究现状
        1.3.2 相机标定方法研究现状
    1.4 本文所研究的内容
2 基于序列图像特征点建立弹药末端参数模型
    2.1 序列图像与空间映射关系建立
        2.1.1 图像成像原理及模型
        2.1.2 图像与空间位置映射模型
    2.2 弹药末端参数测量模型建立
        2.2.1 弹药空间位置、径差测量
        2.2.2 弹药落速测量
        2.2.3 弹药方位角、落角测量
    2.3 误差来源分析
    2.4 本章小结
3 适用于野外大视场的高精度相机标定方法
    3.1 相机标定方法分类
        3.1.1 传统相机标定法
        3.1.2 相机自标定法
        3.1.3 主动视觉相机标定法
        3.1.4 三种标定方法总结
    3.2 适用于野外的大视场的相机标定
        3.2.1 相机基本参数分析
        3.2.2 基于RTK实时差分定位系统的相机标定方法
        3.2.3 空间坐标三维重建
    3.3 实验验证及结果
        3.3.1 实验方案设计
        3.3.2 实验数据获取
        3.3.3 实验数据解算
        3.3.4 空间坐标三维重建仿真及对比
    3.4 实验结论
4 弹药末端序列图像目标特征点提取
    4.1 序列图像成像特点分析
    4.2 序列图像的高速运动目标检测
        4.2.1 图像预处理
        4.2.2 目标检测方法分析
        4.2.3 基于五帧差分和混合高斯模型改进的运动目标检测
        4.2.4 实验结果
    4.3 序列图像高速运动目标信息提取
        4.3.1 中轴线提取
        4.3.2 质心提取及轨迹估计
        4.3.3 实验分析
    4.4 本章小结
5 测试系统设计及验证
    5.1 弹药末端参数测试系统设计
        5.1.1 需求分析
        5.1.2 测试系统环境搭建
        5.1.3 测试系统软件设计
    5.2 测试系统验证
        5.2.1 实验环境及器材
        5.2.2 实验方案设计
        5.2.3 实验验证结果
    5.3 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 有待解决问题
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
附录



本文编号：4035459