【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种破片穿孔时空特性的测量，具体涉及一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法。
技术介绍
1、在现代战场上，战斗部爆炸产生的破片是常见的毁伤元之一，破片具有飞行速度快、杀伤范围广、穿透能力强等特点，因此测量破片的时空特性是有效评估战斗部对目标毁伤效能的方法之一。
2、测量破片的时空特性时，靶板法是常用的接触式测量方法，该方法在爆炸范围内设置靶板，使得战斗部爆炸后产生的破片打击到靶板上，通过统计靶板穿孔位置和数量来分析得到破片的空间分布参数，但是该方法无法实时检测破片的空间分布，无法获取破片运动的时间信息。另外，还可以采用成像法测量破片的时空特性，成像法是通过高速相机拍摄破片飞行的图像或破片打击到靶板后的图像来分析破片的时空信息，但是该方法所存在的问题是：成本高，高速相机的动态范围小，使用高速相机拍摄图像会导致带宽大，而且拍摄的图像中大部分信息是冗余的，会造成大量存储和计算资源的浪费。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有破片测量方法无法实时检测破片的空间分布、无法获取破片运动的时间信息，或者采用高速相机拍摄破片飞行的方法存在成本高、高速相机的动态范围小、带宽大、浪费存储和计算资源的技术问题，而提供一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
4、步骤1、在靶板后方放置至
5、步骤2、利用事件相机采集战斗部爆炸过程中破片穿透靶板的事件流，并对所采集的事件流进行降噪处理；
6、步骤3、使用目标检测算法对降噪处理后的事件流进行检测，得到不同破片穿过靶板时的图像坐标和时间信息；
7、步骤4、利用步骤1中所得事件相机的标定参数、步骤3中所得图像坐标和时间信息，得到破片穿过靶板时的物理空间坐标和时间信息，完成破片穿透靶板的时空特性的测量。
8、进一步地，步骤1具体为：
9、在靶板后方不同的观测位置处放置两个事件相机，采用多相机标定法对两个事件相机进行标定，分别得到两个事件相机的内参和外参；
10、步骤2具体为：利用两个事件相机同时采集战斗部爆炸过程中破片穿透靶板的事件流，并分别对各个事件相机采集的事件流进行降噪处理。
11、进一步地，步骤3具体包括以下步骤：
12、步骤3.1、使用目标检测算法对时间△t内的其中一个降噪处理后的事件流进行检测，根据下式计算时间△t内不同事件之间的相关性pij：
13、
14、其中，1≤i≤n，1≤j≤n且i≠j，n为时间△t内降噪处理后的事件流中事件的总数，dij为第i个事件ei和第j个事件ej之间的空间距离，xi、yi分别为第i个事件ei的x轴图像坐标、y轴图像坐标，xj、yj分别为第j个事件ej的x轴图像坐标、y轴图像坐标，tij＝|ti-tj|，tij为第i个事件ei和第j个事件ej之间的时间距离，ti、tj分别为第i个事件ei、第j个事件ej的时间，σ1为dij的标准差，σ2为tij的标准差；
15、步骤3.2、若pij>预设概率阈值则第j个事件ej构成第i个事件ei的支撑事件，并将第j个事件ej和第i个事件ei标记为相同的目标事件簇id；分别计算每个具有相同目标事件簇id的事件簇的质心；
16、步骤3.3、利用对应事件相机的跟踪器记录步骤3.2所得每个事件簇的质心，并将每个事件簇标记为不同的破片id；
17、步骤3.4、重复步骤3.1～步骤3.2，进行新时间△t内的降噪处理后事件流的检测，分别计算得到新时间△t内每个具有相同目标事件簇id的事件簇的质心，并分别计算新时间△t内每个事件簇的质心与步骤3.3所得跟踪器中不同破片质心的距离d；
18、步骤3.5、若新时间△t内某一事件簇的质心与跟踪器中某一破片质心的距离d小于距离阈值d，则将步骤3.3所得跟踪器中的该破片质心更新为该事件簇的质心；若新的时间△t内某一事件簇的质心与跟踪器中不同破片质心的距离d均大于d，则更新步骤3.3中的跟踪器，将该事件簇标记为新的破片id添加至跟踪器中；返回步骤3.4直至完成所有时间段内的降噪处理后事件流的检测，得到对应事件相机的跟踪器中不同破片穿过靶板时的图像坐标和时间信息；
19、步骤3.6、采用步骤3.1～步骤3.5的方法对其余一个降噪处理后的事件流进行检测，得到其余一个事件相机的跟踪器中不同破片穿过靶板时的图像坐标和时间信息；
20、步骤4具体为：利用步骤1中所得两个事件相机的内参和外参、步骤3.5和步骤3.6中所得两个事件相机的跟踪器中不同破片穿过靶板时的图像坐标和时间信息，得到破片穿过靶板时在世界坐标系和靶板坐标系下的物理空间坐标和时间信息。
21、进一步地，步骤4中，联立下式计算破片穿过靶板时在世界坐标系下的物理空间坐标：
22、
23、
24、其中，xdl、ydl分别为其中一个事件相机的跟踪器中破片质心的x轴图像坐标、y轴图像坐标，m1、m2分别为该事件相机的内参和外参；xdr、ydr分别为同一时刻其余一个事件相机的跟踪器中破片质心的x轴图像坐标、y轴图像坐标，m3、m4分别为该事件相机的内参和外参，xw、yw、zw分别为破片在世界坐标系下的x轴坐标、y轴坐标和z轴坐标；
25、根据下式计算破片穿过靶板时在靶板坐标系下的物理空间坐标：
26、
27、其中，xb、yb分别为破片在靶板坐标系下的x轴坐标、y轴坐标，r、t分别为世界坐标系到靶板坐标系的旋转矩阵和平移向量。
28、进一步地，步骤1具体为：
29、在靶板后方放置一个事件相机，采用基于直线特征的标定方法对事件相机进行标定，得到事件相机的图像像素与空间距离的转换系数；
30、步骤3具体包括以下步骤：
31、步骤3.1、使用目标检测算法对时间△t内降噪处理后的事件流进行检测，根据下式计算时间△t内不同事件之间的相关性pij：
32、
33、其中，1≤i≤n，1≤j≤n且i≠j，n为时间△t内降噪处理后的事件流中事件的总数，dij为第i个事件ei和第j个事件ej之间的空间距离，xi、yi分别为第i个事件ei的x轴图像坐标、y轴图像坐标，xj、yj分别为第j个事件ej的x轴图像坐标、y轴图像坐标，tij＝|ti-tj|，tij为第i个事件ei和第j个事件ej之间的时间距离，ti、tj分别为第i个事件ei、第j个事件ej的时间，σ1为dij的标准差，σ2为tij的标准差；
34、步骤3.2、若pij>预设概率阈值则第j个事件ej构成第i个事件ei的支撑事件，并将第j个事件ej和第i个事件ei标记为相同的目标事件簇id；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤3具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤4中，联立下式计算破片穿过靶板(1)时在世界坐标系下的物理空间坐标：
5.根据权利要求1所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤1具体为：
6.根据权利要求5所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤4中，根据下式计算破片穿过靶板(1)时在靶板坐标系下的物理空间坐标：
7.根据权利要求3或5所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤2中，采用降噪算法对事件流进行降噪处理，
...【技术特征摘要】
1.一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤3具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述一种基于事件相机的破片穿透靶板时空特性测量方法，其特征在于，步骤4中，联立下式计算破片穿过靶板(1)时在世界坐标系下的物理空间坐标：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，刘文祥，陈向成，张德志，姜万春，郁奥博，李进，张敏，史国凯，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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