在靶場測試領域,立靶密集度是武器系統(tǒng)的重要基礎性能參數(shù),精確測量立靶密集度等外彈道參數(shù),對武器系統(tǒng)的毀傷效能評估及武器系統(tǒng)的研制至關重要。立靶密集度的測試是通過測量多彈丸目標的著靶位置坐標,進一步采用數(shù)理統(tǒng)計的方法計算而來,由于多彈丸目標空間散布的不確定性和隨機性,常出現(xiàn)多個目標在同一時刻到達某一個平面的情況,使得現(xiàn)有的光學測試方法無法識別與匹配出每一個空間目標的位置,給多目標動態(tài)參數(shù)測試帶來極大的困難,很難對槍炮的性能進行科學地衡量,尤其是多彈丸目標出現(xiàn)遮擋、重合情況下的測試與計算。為了有效地解決多彈丸目標空間散布的測試難題,本論文提出了雙線激光與面陣相機的多目標空間位置組合測試方法,給出了兩個線激光光幕與面陣相機成像光軸交匯的多參數(shù)計算模型,研究與建立了多目標空間位置解析數(shù)學模型;多彈丸目標在經(jīng)過探測區(qū)時會出現(xiàn)遮擋、重合以及同時到達同一線激光光幕的情況,按照所建立模型提出了采用線激光與面陣相機時空信息約束關系的識別模型,給出了約束條件判別函數(shù),研究了基于模糊信息融合的識別與匹配方法,分析數(shù)據(jù)融合算法的關聯(lián)參數(shù)匹配機理,給出關鍵參數(shù)的求解方法;依據(jù)雙線激光與單面陣相機組合的測試原理,分析了多目標在線激光光幕作用下的成像特性;利用線激光通過改變相機勢阱電荷影響多目標成像的原理,建立了不同空間位置的多目標電荷閾值模型;按照多目標的成像電荷閾值信息,給出了目標不同空間位置下的串擾概率計算函數(shù);根據(jù)串擾概率計算函數(shù),分析了多目標空間位置測試的影響因素。通過模擬對比試驗對所建立的空間位置解析模型及匹配識別方法進行了驗證,按照所構建測試方法的固有參數(shù),采集了多目標圖像,給出了對比條件下的試驗測試數(shù)據(jù),結果表明:構建的測試方法與匹配算法可以有效匹配齊至、遮擋的多目標并解算其空間位置,且測試誤差滿足測量需求。最后,基于多目標空間位置計算模型,利用微分法對多目標空間位置參數(shù)進行誤差分析,驗證了本文提出方案的可行性與正確性,具有一定的理論與實踐應用價值。
【學位單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TJ410.6
【部分圖文】：

對目標參數(shù)進行測量與解算。??ｉｉＪｉｌ??圖１．２?Ｂ５７１四光幕精度靶交匯測試系統(tǒng)?圖１．３雙ＣＣＤ交匯立靶Ｂ５９０測試系統(tǒng)??３４０型室內立靶密集度測量系統(tǒng)設置了相機陣列，并在相機的視場范圍內安裝了光??源，完全覆蓋相機的扇區(qū)視場。當多個彈丸目標穿過相機陣列形成的探測區(qū)時，可以使用??檢測相機采集圖像中的目標來推算射彈通過的位置。３４０型室內測量系統(tǒng)立靶的結構圖如??圖１．４所示。??ｉＴｒｒ＾／?丨?＾＇??．Ｌｉ??ｉ?Ｃａｆｔｗｉｒｓ?ｐｆ－??／?ｗ?ｊｉｎ——：…？??Ｃｏ＾－ｆｏｉ?Ｖ?攀??圖１．４?３４０型立靶測試系統(tǒng)?圖１．５?ＷＴＳ０３型立靶測試系統(tǒng)??Ｐｈｏｔｏｔｙｐａ公司主要開發(fā)彈道測試設備和武器彈藥測試平臺，其開發(fā)的ＷＴＳ０３型立靶??密集度測試系統(tǒng)是基于光幕陣列測試技術的目標參數(shù)測量系統(tǒng)，測試系統(tǒng)結構如圖１．５所??示。綜上所述，目前的室內立靶測試系統(tǒng)的標定及測量方法十分復雜，導致其結構具有一??定限制，因此在測量立靶密集度參數(shù)方法上具有一定局限性。??１．３課題研究的目的??為了解決多目標空間散布的測量難題，本文利用線激光與單面陣相機構造了間位置測??量原理

０型室內立靶密集度測量系統(tǒng)設置了相機陣列，并在相機的視場范圍內安裝了全覆蓋相機的扇區(qū)視場。當多個彈丸目標穿過相機陣列形成的探測區(qū)時，可以使機采集圖像中的目標來推算射彈通過的位置。３４０型室內測量系統(tǒng)立靶的結構圖所示。??ｉＴｒｒ＾／?丨?＾＇??．Ｌｉ??ｉ?Ｃａｆｔｗｉｒｓ?ｐｆ－??／?ｗ?ｊｉｎ——：…？??Ｃｏ＾－ｆｏｉ?Ｖ?攀??圖１．４?３４０型立靶測試系統(tǒng)?圖１．５?ＷＴＳ０３型立靶測試系統(tǒng)??

２．１多線激光與單面陣相機的空間布置方法??本論文采用單面陣相機與兩個輔助線激光光源構造多目標位置測量原理，其空間布置??方式如圖２．１所示，其中，在面陣相機一側設置兩個線激光光源，使得面陣ＣＣＤ的感光??面通過光學系統(tǒng)形成探測視場，兩個線激光光幕形成第一探測光幕和第二探測光幕??Ａ／２，且第一探測光幕Ｍ，、第二探測光幕Ｍ２與相機探測視場通過標定以不同的角度交匯；??面陣ＣＣＤ相機采集的圖像中，目標在穿過線激光光幕的時刻為亮目標；構造兩個交匯線??激光光幕的原因在于當多目標同時在其中一個光幕重疊著靶時，根據(jù)飛行距離不同原理，??多目標在另一個光幕上會被分離；在多目標經(jīng)過探測區(qū)后，將測試過程中采集的圖像序列??進行處理分析后傳輸給計算機，最后，計算機對圖像序列的相關參數(shù)進行計算。在測試原??理中，所求的多目標位置是以面陣相機光軸的中心點為原點建立坐標系，ｄ是面陣相機光??學系統(tǒng)中心與兩線激光光幕交點位置之間的距離。??目標飛行方向ｚ少ｚ?｜?／??Ｚ?Ｘ’、、Ｉ?面陣相機視場??＼�。�???－Ｋ??Ｊ?Ｉ?＾???面陣相機的光學系統(tǒng)??圖２．１多目標空間位置測試原理??７??
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本文編號：2888456