一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统，包括：将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体；采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机，使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的空腔形成变化过程；在平面上绘制出由六个点的位置图，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，相邻两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；利用积分重构对空腔进行三维结构再建，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，实现空腔三维结构再建。本发明专利技术准确计算了空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，实现了事后对瞬态空腔的关键特征量进行分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于积分重构
，尤其涉及一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统。
技术介绍
在研究创伤弹道问题时，往往利用明胶代替机体组织进行实验，子弹等投射物在明胶中会产生空腔效应，但因明胶属于粘弹性材料，瞬态空腔会经过数次脉动膨胀、收缩后消失，无法事后进行研究分析。目前国内外实验一般采用立方体明胶，利用一维高速摄影技术捕捉空腔形成变化的全过程，但这种测试方法获取的数据无法准确结算空腔容积、最大空腔直径等关键特征量，不能采用三维高速摄影对空腔形成变化过程进行捕捉，无法对测试数据采用积分重构技术进行三维再建，不利于事后对瞬态空腔的关键特征量进行研究分析。传统的明胶空腔的积分重构技术存在无法准确计算空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，不能事后对瞬态空腔的关键特征量进行分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统，旨在解决统的明胶空腔的积分重构技术存在无法准确计算空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，不能事后对瞬态空腔的关键特征量进行分析的问题。本专利技术是这样实现的，一种明胶瞬态空腔的积分重构方法，所述明胶瞬态空腔的积分重构方法包括以下步骤：步骤一，将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体；步骤二，采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机的固定位置和摄影角度，使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；步骤三，提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的空腔形成变化过程；步骤四，在平面上绘制出由六个点的位置图，任何三个点均不在同一条直线上，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，六个点共确定六个圆，相邻两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；步骤五，利用积分重构对空腔进行三维结构再建，沿弹道方向利用做圆法对空腔进行判读，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，利用同样方法实现空腔三维结构再建。进一步，所述间隔取20-30mm，空腔的体积V由下式进行计算：V=∫0bSidl≈Σi=1nSi·c;]]>其中：Si第i个空腔截面面积，通过软件像素灰度判读获取。本专利技术的另一目的在于提供一种所述的明胶瞬态空腔的积分重构方法的积分重构系统，所述积分重构系统包括：龙门底座、龙门立柱、龙门横梁、摄影机固定架、槽孔、第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机、明胶靶标、明胶支架；所述龙门底座设置在龙门立柱的下侧，所述龙门立柱设置在龙门底座和龙门横梁之间，所述龙门横梁设置在龙门立柱的上侧，所述摄影机固定架设置在龙门横梁的下侧，所述槽孔设置在摄影机固定架的内部中端，所述第一摄像机设置在槽孔的外部，所述第二摄像机设置在第一摄像机和第三摄像机之间，所述第三摄像机设置在第二摄像机一侧，所述明胶靶标设置在第二摄像机的下侧，所述明胶支架设置在明胶靶标的下侧。进一步，所述明胶靶标采用正六棱柱明胶靶标，设置两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体。进一步，所述摄影机固定架采用槽钢制作，与龙门横梁通过螺栓连接，摄影机固定架上面开有槽孔。进一步，所述第一摄像机采用蝶形螺杆通过槽孔固定在摄影机固定架上。本专利技术提供的明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统，采用三维高速摄影对空腔形成变化过程进行捕捉，实现了准确计算空腔容积和最大空腔直径等关键特征量；对测试数据采用积分重构技术进行三维再建，便于事后对瞬态空腔的关键特征量进行研究分析；明胶瞬态空腔的积分重构的装置，设置摄影机固定架，方便了摄影机的安装和拆卸。本专利技术的明胶瞬态空腔的积分重构方法准确计算了空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，实现了事后对瞬态空腔的关键特征量进行研究分析。附图说明图1是本专利技术实施例提供的明胶瞬态空腔的积分重构方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的明胶瞬态空腔的积分重构系统结构示意图。图中：1、龙门底座；2、龙门立柱；3、龙门横梁；4、摄影机固定架；5、槽孔；6、第一摄像机；7、第二摄像机；8、第三摄像机；9、明胶靶标；10、明胶支架。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例的明胶瞬态空腔的积分重构方法包括以下步骤：S101：将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体；S102：采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机的固定位置和摄影角度，使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；S103：提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的空腔形成变化过程；S104：在平面上绘制出由六个点的位置图，任何三个点均不在同一条直线上，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，六个点共确定六个圆，相邻两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；S105：利用积分重构对空腔进行三维结构再建，沿弹道方向利用做圆法对空腔进行判读，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，利用同样方法实现空腔三维结构再建。步骤S101是指将正六棱柱明胶靶标设计成由两个边长为a的正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体，端面边长a的确定应根据立方体明胶靶标一维摄影获取的空腔最大直径d确定，一般a＝1.2d，棱长b一般设计为：当a≤300mm，b＝300mm，当a＞300mm，b＝a。步骤S102是指为了使三台高速摄影设备能够准确的处于正六棱柱靶标的三个维度侧面的法线上，设计专用的摄影支架，以便固定摄影设备，三维摄影支架呈龙门状，龙门支架由龙门底座1、龙门立柱2、龙门横梁3和摄影机固定架4组成，在龙门横梁3上设计有三个悬垂摄影机固定架4，当靶标尺寸有变化时，通过调整摄影机的固定位置和摄影角度，确保摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合。步骤S103是指因明胶靶标被设计为正六棱柱，提供三个维度的摄影方向，配合专用的龙门摄影支架，使获取三个维度的空腔形成变化过程成为可能。步骤S104是指对于三台摄影机获取的图像数据由统一时统判读，对于空腔任一横截面的数据判读可知，由第一摄像机获取空腔截面边缘点2和点5，由第二摄像机可获取空腔截面边缘点6和点3，由第三摄像机获取空腔截面边缘点1和点4，因点2、点5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种明胶瞬态空腔的积分重构方法，其特征在于，所述明胶瞬态空腔的积分重构方法包括以下步骤：步骤一，将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体；步骤二，采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机的固定位置和摄影角度，使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；步骤三，提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的空腔形成变化过程；步骤四，在平面上绘制出由六个点的位置图，任何三个点均不在同一条直线上，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，六个点共确定六个圆，相邻两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；步骤五，利用积分重构对空腔进行三维结构再建，沿弹道方向利用做圆法对空腔进行判读，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，利用同样方法实现空腔三维结构再建。

【技术特征摘要】
1.一种明胶瞬态空腔的积分重构方法，其特征在于，所述明胶瞬态空腔的
积分重构方法包括以下步骤：
步骤一，将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧
面围成的明胶实体；
步骤二，采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机的固定位置和摄影角度，
使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；
步骤三，提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的
空腔形成变化过程；
步骤四，在平面上绘制出由六个点的位置图，任何三个点均不在同一条直
线上，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，六个点共确定六个圆，相邻
两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；
步骤五，利用积分重构对空腔进行三维结构再建，沿弹道方向利用做圆法
对空腔进行判读，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，利
用同样方法实现空腔三维结构再建。
2.如权利要求1所述的明胶瞬态空腔的积分重构方法，其特征在于，所述
间隔取20-30mm，空腔的体积V由下式进行计算：
V=∫0bSid1≈Σi=1nSi·c;]]>其中：Si第i个空腔截面面积，通过软件像素灰度判读获...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫小泽，姚志军，马力，张俊斌，郭涛，蔡树新，徐酉亮，刘飞，
申请(专利权)人：宫小泽，
类型：发明
国别省市：吉林;22