一种破片群空间散布参数测试装置和测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种破片群空间散布参数测试装置和测试方法，测试装置包括高速面阵CCD靶和图像采集仪，高速面阵CCD靶放置于探测区域内，图像采集仪与高速面阵CCD相机和上位机分别通过线缆相连接，高速面阵CCD靶包括三角底座和壳体，在壳体的上表面设有光学镜头，在壳体内设有面阵CCD相机和图像采集单元，在壳体内还设有激光发射单元，其用于形成相互交汇的第一线激光探测光幕和第二线激光探测光幕，激光发射单元包括发射激光器、第一激光光学镜头、第二激光光学镜头、第一准直镜、第二准直镜和分光镜。本发明专利技术能够实现破片群参数的高精度测量，节约了成本，方便搬运，标定灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种破片群空间散布参数测试装置和测试方法
本专利技术涉及光电测试领域，特别涉及一种的破片群空间散布参数测试装置和测试方法。
技术介绍
武器弹药爆炸破片群的散布、速度等参数是目标毁伤效能评估的重要参数，目标毁伤效能评估与破片群参数的精确获得密切相关，尤其是空间弹丸近炸破片对空间目标的毁伤效能评估，由于爆炸瞬间产生破片群的随机性和不确定性，使战斗部破片散布、速度等参数测量非常困难，导致破片毁伤目标的效能无法衡量，因此高精度测量破片群空间散布、速度等参数具有极高的研究意义，为分析目标毁伤评价体系提供有效的理论依据。目前，对于弹丸速度、散布参数的测试装置主要有光幕靶测试系统、多光幕交汇测试系统以及多CCD交汇测试系统等，在测试破片群时都存在一定问题；光幕靶采用阵列光电发射接收原理对目标参数进行测试，其为一体靶架式，结构复杂，靶面受限制不能设置较大，不能灵活布置，当多个破片目标经过探测区时，测试原理很难对其匹配识别，无法进行分辨；多光幕交汇测试系统采用阵列探测光幕对目标位置进行测量，在对破片群进行测试时至少需要七个光幕才能通过一定逻辑关系匹配多个破片目标，结构和算法非常复杂，实际工程实现十分困难；多CCD交汇测试系统利用多个线阵CCD构成多个靶面，利用时空匹配的方法对破片目标散布参数进行测试，现场布置复杂，无法精准控制多个面重合度，同时也无法精确获得交汇角度，导致测量目标参数精度低，存在漏测现象，无法满足破片群散布参数测试要求。综上所述，目前的现有技术无法满足破片参数测试要求，迫切需要一种新型且能满足破片群空间散布参数测试要求的装置和方法。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种破片群空间散布参数测试装置和测试方法，结构简易且可以实现破片群空间散布参数的高精度测量。为了实现上述目的，本专利技术提供一种破片群空间散布参数测试装置，其包括高速面阵CCD靶和图像采集仪，高速面阵CCD靶放置于探测区域内，图像采集仪与高速面阵CCD相机和上位机分别通过线缆相连接，高速面阵CCD靶包括三角底座和壳体，在壳体的上表面设有光学镜头，光学镜头面向探测区域设置，在壳体内设有面阵CCD相机和图像采集单元，在壳体内还设有激光发射单元，通过激光发射单元形成相互交汇的第一线激光探测光幕和第二线激光探测光幕，激光发射单元包括发射激光器、第一激光光学镜头、第二激光光学镜头、第一准直镜、第二准直镜和分光镜。在一些实施例中，壳体通过调整转盘安装在三角底座上，调整转盘可转动地布置在三角底座上，壳体固定安装在调整转盘上。在一些实施例中，调整转盘包括连接凸起盘和连接座，连接凸起盘和连接座相互嵌套连接，三角底座的上表面与连接凸起盘固定连接，连接座与壳体下表面固定连接，在调整转盘上设有锁紧旋钮。在一些实施例中，在三角底座的三个角部位置处分别设置有调整装置，每个调整装置包括旋钮、螺柱和底角，其中，旋钮位于螺柱的上端，螺柱的下端与底角相连接。在一些实施例中，面阵CCD相机位于光学镜头的垂直下方，在面阵CCD相机内部设有微透镜阵列。在一些实施例中，在壳体内并且在光学镜头的垂直下方设置电气盒，电气盒与壳体的上表面的内侧相连接，面阵CCD相机位于电气盒内。在一些实施例中，在壳体内还设有自适应调焦单元，自适应调焦单元包括调整电机盒，调整电机盒配置为当面阵CCD相机采集图像序列的某时刻出现多个破片目标重合或者遮挡的情况，调整盒内电机以调整面阵CCD相机内部的微透镜阵列的参数，从而改变面阵CCD相机的调焦平面。在一些实施例中，发射激光器设置在壳体的底部，第一激光光学镜头和第二激光光学镜头设置在壳体的上表面上并且位于光学镜头的一侧，在第一激光光学镜头和第二激光光学镜头上分别设有第一发射狭缝和第二发射狭缝，第一准直镜和第二准直镜分别位于第一激光光学镜头和第二激光光学镜头的下方，分光镜设置在发射激光器的上方并且位于第一激光光学镜头的下方。在一些实施例中，在壳体的正面设有面板，在面板上设有LED显示屏、航空插头、状态显示旋钮和控制开关。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种破片群参数测试方法，其采用上述一种破片群空间散布参数测试装置，包括以下步骤：(1)当破片群进入探测区域并依次穿过第一线激光探测光幕和第二线激光探测光幕后，通过面阵CCD相机采集并获取图像序列；(2)以采集图像序列的像素中心点为原点建立图像坐标系uov，图像中的亮目标为破片目标，列出所采集破片目标的图像坐标(ui,vi)，其中，i＝1,2Λ,m；(3)确定第i个破片目标在经过第一线激光探测光幕和第二线激光探测光幕时与面阵CCD光学系统中心的夹角αi1、αi2表达式：αi1＝ui1/N·ωαi2＝ui2/N·ω(4)确定第i个破片目标在经过第一线激光光幕时的高度h：(5)确定第i个破片目标飞行方向与yoz平面的夹角γi，确定第i个破片目标飞行方向与yox平面的夹角βi:(6)以面阵CCD相机的视场中心为原点建立空间位置坐标系xyz，目标实际长度为D，所占图像像素数为r，第一激光光学镜头的中心与目标靶面的距离为L，则第i个破片目标经过探测区域的空间位置(xi,yi,zi)为：xi＝D/r·ui1+L·tanβi与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够实现破片群空间散布参数的高精度测量，改善了传统测试装置结构复杂，不利于布置且无法满足破片群空间散布参数测试要求的缺点，节约了成本，方便搬运，标定灵活，同时可以测量破片群位置参数。应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。图1为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置的布置示意图；图2为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置的结构示意图；图3为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置中高速面阵CCD靶的结构示意图；图4为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置中高速面阵CCD靶的结构示意图；图5为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置中高速面阵CCD靶的面板示意图；图6为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置中高速面阵CCD靶的仰视图；图7为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试装置中高速面阵CCD采集图像的图像坐标系uov示意图；图8为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试方法中yoz坐标解算的示意图；图9为本专利技术的实施例的一种破片群空间散布参数测试方法中yox坐标解算的示意图；附图标记：1-高速面阵CCD靶；2-图像采集仪；3-上位机；4-破片目标；5-光学镜头；6-第一激光光学镜头；7-连接凸起盘；8-壳体；9-调整转盘；10-锁紧旋钮；11-螺柱；12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种破片群空间散布参数测试装置，其包括高速面阵CCD靶和图像采集仪，所述高速面阵CCD靶放置于探测区域内，所述图像采集仪与所述高速面阵CCD相机和上位机分别通过线缆相连接，所述高速面阵CCD靶包括三角底座和壳体，在所述壳体的上表面设有光学镜头，所述光学镜头面向探测区域设置，在所述壳体内设有面阵CCD相机和图像采集单元，在所述壳体内还设有激光发射单元，通过所述激光发射单元形成相互交汇的第一线激光探测光幕和第二线激光探测光幕，所述激光发射单元包括发射激光器、第一激光光学镜头、第二激光光学镜头、第一准直镜、第二准直镜和分光镜。

【技术特征摘要】
1.一种破片群空间散布参数测试装置，其包括高速面阵CCD靶和图像采集仪，所述高速面阵CCD靶放置于探测区域内，所述图像采集仪与所述高速面阵CCD相机和上位机分别通过线缆相连接，所述高速面阵CCD靶包括三角底座和壳体，在所述壳体的上表面设有光学镜头，所述光学镜头面向探测区域设置，在所述壳体内设有面阵CCD相机和图像采集单元，在所述壳体内还设有激光发射单元，通过所述激光发射单元形成相互交汇的第一线激光探测光幕和第二线激光探测光幕，所述激光发射单元包括发射激光器、第一激光光学镜头、第二激光光学镜头、第一准直镜、第二准直镜和分光镜。2.根据权利要求1所述的一种破片群空间散布参数测试装置，其特征在于，所述壳体通过调整转盘安装在所述三角底座上，所述调整转盘可转动地布置在所述三角底座上，所述壳体固定安装在所述调整转盘上。3.根据权利要求2所述的一种破片群空间散布参数测试装置，其特征在于，所述调整转盘包括连接凸起盘和连接座，所述连接凸起盘和所述连接座相互嵌套连接，所述三角底座的上表面与所述连接凸起盘固定连接，所述连接座与所述壳体下表面固定连接，在所述调整转盘上设有锁紧旋钮。4.根据权利要求2所述的一种破片群空间散布参数测试装置，其特征在于，在所述三角底座的三个角部位置处分别设置有调整装置，每个所述调整装置包括旋钮、螺柱和底角，其中，所述旋钮位于所述螺柱的上端，所述螺柱的下端与所述底角相连接。5.根据权利要求2所述的一种破片群空间散布参数测试装置，其特征在于，所述面阵CCD相机位于所述光学镜头的垂直下方，在所述面阵CCD相机内部设有微透镜阵列。6.根据权利要求5所述的一种破片群空间散布参数测试装置，其特征在于，在所述壳体内并且在所述光学镜头的垂直下方设置电气盒，所述电气盒与所述壳体的上表面的内侧相连接，所述面阵CCD相机位于所述电气盒内。7.根据权利要求5所述的一种破片群空间散布参数测试装置，其特征在于，在所述壳体内还设有自适应调焦单元，所述自适应调焦单元包括调整电机盒，所述调整电机盒配置为当所述面阵CC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翰山，张晓倩，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61