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一种破片或弹丸散布特性测试装置制造方法及图纸

技术编号:21911399 阅读:36 留言:0更新日期:2019-08-21 11:39
本发明专利技术公开一种破片或弹丸过靶图像获取装置、破片或弹丸过靶位置确定方法及系统和一种破片或弹丸散布特性测试装置。本发明专利技术采用的光源为激光光源,无需天空亮度作为背景,装置可全天候使用。同时,扇形光幕能够覆盖正方形靶区,有效靶面利用率高,装置结构紧凑。进一步地,本发明专利技术采用激光光幕原向反射技术,光能利用率高,成像对比度强,可以实现超大靶面探测。而且,每个触发目标只拍摄一幅图像,无需连拍,数据量小,数据处理速度快。

A Test Device for Dispersion Characteristics of Fragments or Projectiles

【技术实现步骤摘要】
一种破片或弹丸散布特性测试装置
本专利技术涉及光电检测
,特别是涉及一种破片或弹丸散布特性测试装置。
技术介绍
在战斗部爆炸场中,目前尚采用铺设钢板或钢丝网进行破片散布特性的测试方法。在大靶面弹丸散布测试领域,采用天光作为背景光源的线阵相机交汇测坐标方式是最常见手段。双相机与地面成45°交汇形成有效靶面,以天光作为背景光源,当弹丸经过有效靶面时遮挡太阳光使光通量发生变化,在相机视场中产生一个暗斑,通过标定系统中像素对应位置可以计算得到弹丸过靶信息。但是,在实际使用中会受天气状况影响,无法在室内使用,且通过交汇形成的有效测试靶面的利用率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种破片或弹丸过靶图像获取装置、破片或弹丸过靶位置确定方法及系统和一种破片或弹丸散布特性测试装置,光源为激光光源,无需天空亮度作为背景,装置可全天候使用。同时,扇形光幕能够覆盖正方形靶区,有效靶面利用率高,装置结构紧凑。进一步地,本专利技术采用激光光幕原向反射技术,光能利用率高,成像对比度强,可以实现超大靶面探测。而且,每个触发目标只拍摄一幅图像,无需连拍,数据量小,数据处理速度快。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:一种破片或弹丸过靶图像获取装置,所述过靶图像获取装置用于获取破片或弹丸的过靶图像,其中,破片或弹丸过靶的有效靶区为正方形靶区,所述过靶图像获取装置包括:原向反射膜、激光器、反射镜、线阵相机和拍摄触发模块;其中,所述正方形靶区的其中三条边上均粘贴有所述原向反射膜,两个所述线阵相机对应所述正方形靶区的另一条边设置,所述线阵相机光心位于所述正方形靶区对角线的延长线上,两个所述线阵相机与所述正方形靶区的所述另一条边的距离相等;对应每一线阵相机设置有一激光器,所述激光器用于发射一字线激光,所述激光器的出射光线与对应的线阵相机的视场重合;对应每一所述激光器设置有一反射镜,各所述反射镜将对应激光器发出的激光反射到原向反射膜上,形成覆盖所述正方形靶区的扇形光幕;所述拍摄触发模块与所述线阵相机连接,所述拍摄触发模块用于当破片或弹丸接近所述正方形靶区时,触发所述线阵相机采集图像。可选的,所述扇形光幕的圆心角为90°±θ,θ≤5°。可选的,所述拍摄触发模块为面激光发射器,所述面激光发射器产生的触发光幕位于所述正方形靶区的正前方,所述触发光幕与所述正方形靶区的距离小于4毫米。可选的,所述拍摄触发模块为光电探测器,所述光电探测器设置在对应的所述激光器上。一种破片或弹丸过靶位置确定方法,所述过靶位置确定方法用于所述的过靶图像获取装置,所述过靶位置确定方法包括:获取线阵相机采集的过靶图像;建立直角坐标系,所述直角坐标系的X轴为两个线阵相机光心所在的直线,所述直角坐标系的原点为其中一个线阵相机的光心;将过靶图像上的过靶位置标记在所述直角坐标系中,记为图像过靶点;根据图像过靶点距对应线阵相机光心的距离、线阵相机的焦距、线阵相机的仰角及两个线阵相机光心的距离确定实际过靶位置。可选的,根据图像过靶点距对应线阵相机光心的距离、线阵相机的焦距、线阵相机的仰角及两个线阵相机光心的距离确定实际过靶位置,具体包括:获取线阵相机的焦距f、第一线阵相机的仰角α0和第二线阵相机的仰角β0;计算各图像过靶点距对应线阵相机光心的距离,其中,h1=|P1O1|,h2=|P2O2|,h1表示第一线阵相机采集的图像过靶点距第一线阵相机光心的距离,P1表示第一线阵相机采集的图像过靶点,O1表示第一线阵相机的光心;h2表示第二线阵相机采集的图像过靶点距第二线阵相机光心的距离,P2表示第二线阵相机采集的图像过靶点,O2表示第二线阵相机的光心;根据公式:确定第一线阵相机的偏转角,其中,表示第一线阵相机偏转角;根据公式:θ=arctan(h2/f),确定第二线阵相机的偏转角,其中,θ表示第二线阵相机偏转角;根据公式:确定第一线阵相机的物角,其中,α表示第一线阵相机的物角;根据公式:β=β0+θ,确定第二线阵相机的物角,其中,β表示第二线阵相机的物角;根据公式:确定第一线阵相机镜头和第二线阵相机镜头的距离,其中,d0表示第一线阵相机光心与第二线阵相机光心的距离,d表示第一线阵相机镜头和第二线阵相机镜头的距离;根据公式:确定实际过靶位置,其中,x表示实际过靶点的横坐标,y表示实际过靶点的纵坐标。一种破片或弹丸过靶位置确定系统,所述过靶位置确定系统用于所述的过靶图像获取装置,所述过靶位置确定系统包括:过靶图像获取模块,用于获取线阵相机采集的过靶图像;坐标系建立模块,用于建立直角坐标系,所述直角坐标系的X轴为两个线阵相机光心所在的直线,所述直角坐标系的原点为其中一个线阵相机的光心;图像过靶标记模块,用于将过靶图像上的过靶位置标记在所述直角坐标系中,记为图像过靶点;实际过靶确定模块,用于根据图像过靶点距对应线阵相机光心的距离、线阵相机的焦距、线阵相机的仰角及两个线阵相机光心的距离确定实际过靶位置。一种破片或弹丸散布特性测试装置,破片或弹丸过靶的有效靶区为正方形靶区,所述散布特性测试装置包括:原向反射膜、激光器、反射镜、线阵相机、拍摄触发模块和处理器;其中,所述正方形靶区的其中三条边上均粘贴有所述原向反射膜,两个所述线阵相机对应所述正方形靶区的另一条边设置,所述线阵相机光心位于所述正方形靶区对角线的延长线上,两个所述线阵相机与所述正方形靶区的所述另一条边的距离相等;对应每一线阵相机设置有一激光器,所述激光器用于发射一字线激光,所述激光器的出射光线与对应的线阵相机的视场重合;对应每一所述激光器设置有一反射镜,各所述反射镜将对应激光器发出的激光反射到原向反射膜上,形成覆盖所述正方形靶区的扇形光幕;所述拍摄触发模块与所述线阵相机连接,所述拍摄触发模块用于当破片或弹丸接近所述正方形靶区时,触发所述线阵相机采集图像;所述处理器与所述线阵相机连接,所述处理器集成有用于获取线阵相机采集的过靶图像的过靶图像获取模块;用于建立直角坐标系的坐标系建立模块,所述直角坐标系的X轴为两个线阵相机光心所在的直线,所述直角坐标系的原点为其中一个线阵相机的光心;用于将过靶图像上的过靶位置标记在所述直角坐标系中,记为图像过靶点的图像过靶标记模块;用于根据图像过靶点距对应线阵相机光心的距离、线阵相机的焦距、线阵相机的仰角及两个线阵相机光心的距离确定实际过靶位置的实际过靶确定模块。根据本专利技术提供的具体实施例,本专利技术公开了以下技术效果:本专利技术的光源为激光光源,无需天空亮度作为背景,装置可全天候使用。同时,扇形光幕能够覆盖正方形靶区,有效靶面利用率高,装置结构紧凑。进一步地,本专利技术采用激光光幕原向反射技术,光能利用率高,成像对比度强,可以实现超大靶面探测。而且,每个触发目标只拍摄一幅图像,无需连拍,数据量小,数据处理速度快。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1提供的一种破片或弹丸过靶图像获取装置的结构框图;图2为本专利技术实施例2提供的一种破片或弹丸过靶图像获取装置的结构框图;图3为本专利技术实施例3提供的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种破片或弹丸过靶图像获取装置,其特征在于,所述过靶图像获取装置用于获取破片或弹丸的过靶图像,其中,破片或弹丸过靶的有效靶区为正方形靶区,所述过靶图像获取装置包括:原向反射膜、激光器、反射镜、线阵相机和拍摄触发模块;其中,所述正方形靶区的其中三条边上均粘贴有所述原向反射膜,两个所述线阵相机对应所述正方形靶区的另一条边设置,所述线阵相机光心位于所述正方形靶区对角线的延长线上,两个所述线阵相机与所述正方形靶区的所述另一条边的距离相等;对应每一线阵相机设置有一激光器,所述激光器用于发射一字线激光,所述激光器的出射光线与对应的线阵相机的视场重合;对应每一所述激光器设置有一反射镜,各所述反射镜将对应激光器发出的激光反射到原向反射膜上,形成覆盖所述正方形靶区的扇形光幕;所述拍摄触发模块与所述线阵相机连接,所述拍摄触发模块用于当破片或弹丸接近所述正方形靶区时,触发所述线阵相机采集图像。

【技术特征摘要】
1.一种破片或弹丸过靶图像获取装置,其特征在于,所述过靶图像获取装置用于获取破片或弹丸的过靶图像,其中,破片或弹丸过靶的有效靶区为正方形靶区,所述过靶图像获取装置包括:原向反射膜、激光器、反射镜、线阵相机和拍摄触发模块;其中,所述正方形靶区的其中三条边上均粘贴有所述原向反射膜,两个所述线阵相机对应所述正方形靶区的另一条边设置,所述线阵相机光心位于所述正方形靶区对角线的延长线上,两个所述线阵相机与所述正方形靶区的所述另一条边的距离相等;对应每一线阵相机设置有一激光器,所述激光器用于发射一字线激光,所述激光器的出射光线与对应的线阵相机的视场重合;对应每一所述激光器设置有一反射镜,各所述反射镜将对应激光器发出的激光反射到原向反射膜上,形成覆盖所述正方形靶区的扇形光幕;所述拍摄触发模块与所述线阵相机连接,所述拍摄触发模块用于当破片或弹丸接近所述正方形靶区时,触发所述线阵相机采集图像。2.根据权利要求1所述的过靶图像获取装置,其特征在于,所述扇形光幕的圆心角为90°±θ,θ≤5°。3.根据权利要求1所述的过靶图像获取装置,其特征在于,所述拍摄触发模块为面激光发射器,所述面激光发射器产生的触发光幕位于所述正方形靶区的正前方,所述触发光幕与所述正方形靶区的距离小于4毫米。4.根据权利要求1所述的过靶图像获取装置,其特征在于,所述拍摄触发模块为光电探测器,所述光电探测器设置在对应的所述激光器上。5.一种破片或弹丸过靶位置确定方法,其特征在于,所述过靶位置确定方法用于权利要求1-4任一项所述的过靶图像获取装置,所述过靶位置确定方法包括:获取线阵相机采集的过靶图像;建立直角坐标系,所述直角坐标系的X轴为两个线阵相机光心所在的直线,所述直角坐标系的原点为其中一个线阵相机的光心;将过靶图像上的过靶位置标记在所述直角坐标系中,记为图像过靶点;根据图像过靶点距对应线阵相机光心的距离、线阵相机的焦距、线阵相机的仰角及两个线阵相机光心的距离确定实际过靶位置。6.根据权利要求5所述的过靶位置确定方法,其特征在于,根据图像过靶点距对应线阵相机光心的距离、线阵相机的焦距、线阵相机的仰角及两个线阵相机光心的距离确定实际过靶位置,具体包括:获取线阵相机的焦距f、第一线阵相机的仰角α0和第二线阵相机的仰角β0;计算各图像过靶点距对应线阵相机光心的距离,其中,h1=|P1O1|,h2=|P2O2|,h1表示第一线阵相机采集的图像过靶点距第一线阵相机光心的距离,P1表示第一线阵相机采集的图像过靶点,O1表示第一线阵相机的光心;h2表示第二线阵相机采集的图像过靶点距第二线阵相机光心的距离,P2表示第二线阵相机采集的图像过靶点,O2表示第二线阵相机的光心;根据公式:确定第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵冬娥张斌马亚云赵辉李沅
申请(专利权)人:中北大学
类型:发明
国别省市:山西,14

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