红外导引头光学组件自动检测系统研究

摘要

随着红外成像导引技术的发展,其导引头测试技术也成为当前国防军事发展的新需求.但目前国内对运用于激光、红外等非可见光波段的光学组件,或者不检测,仅根据可见光的测试结果进行推测,或者只用目视测量手动记录数据,测量精度和自动化程度相当有限.本课题研制的红外导引头光斑测试仪能自动完成对导引头光学系统的全方位检测,技术含量高,设计思路新,及时填补了国内空白,显示了重大的国防意义.本智能化红外导引头光学系统成像光斑测试仪通过全面模拟导引头实际工作场景对导引头光学系统进行自动检测分析.利用红外平行光源对导引头进行照射,微机控制步进电机带动CCD进行伸缩摆动与旋转等位置变换全方位模拟实战场景中不同视场角的探测,根据独创的聚焦函数自动聚焦寻找到最佳象面位置,然后对导引头成像光斑进行采集处理和分析,以三维立体图、截面曲线图、灰度列表、数据分析列表等方式显示出光斑的形状、能量分布和各项特性统计信息供分析判断和打印存档.本课题集激光成像技术、计算机图像处理技术、自动控制技术和精密机械技术于一体.它的技术核心在于光斑图像处理、光斑参数设计和自动聚焦技术.光斑图像处理涉及到采集卡数据传输、数字图像处理、光斑外形截取等方面内容;光斑参数设计主要包括光斑大小算法设计、四象限探测器参数运算等;自动聚焦技术根据测试仪自身特点,设计出阈值法、半径法、能量法、灰度方差法等聚焦算法,最后确定的半径法成功实现了聚焦功能而且增强了稳定性,攻克了自动聚焦技术局限于摄影领域而在测量领域尚未实现的难关.另外根据车间流水线生产需要,系统软件还特别添加了批处理

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和学位论文版权使用授权书

1绪论

1.1红外成像导引头技术背景

1.2红外导引头测试技术研究现状

1.3课题简介

2系统总体方案设计

2.1系统原理框架

2.2模块划分

2.3主要元器件的选择

3算法研究

3.1图像处理

3.2成像光斑各项参数设计

3.3自动聚焦

4设计描述

4.1软件框架与流程

4.2机电控制部分

4.3图像采集部分

4.4三维效果部分

4.5功能完善及问题解决

5测试结果与总结

5.1自动聚焦测试结果

5.2光斑特性分析结果

5.3光斑重复性测试结果

5.4误差分析

5.5课题总结

致谢

参考文献

附录1攻读学位期间发表论文目录

附录2项目验收评定