立体视觉对子母弹散布面积的测量仿真

摘要

子母弹是用母弹携带多枚子弹远距离发射来完成对敌方装甲部队、有生力量、战略军事目标等群体攻击的一种武器弹种，具有距离传播远、攻击范围大、命中率高等特点，一直受到各国军队的高度重视。为了验证子母弹的作战性能、攻击力度等战技指标，研究部门须对子母弹的散布面积进行检测。目前，国内外对测量子母弹的散布面积方法还不多，主要集中研究子母弹的抛撒状态及落点分布规律等方面。
　　本文研究了一种基于立体视觉的子母弹散布面积测量方法，主要利用子母弹的抛撒轨迹及落点面状等特点进行分析研究。子母弹发射后，母弹进入攻击目标上空时开舱，将携带的多枚子弹倾泻抛撒，形成具有一定散布面积及散布密度的攻击区域，对敌军给以有力打击。子母弹作战面范围较大，攻击力强，但无法对攻击面实行实地检测。采用机器立体视觉交汇测量的方法对子母弹空间抛撒状态进行图像采集、分析、特征点的提取、重建等步骤，恢复其抛撒轨迹信息，可以有效实现对子母弹抛撒面积的测量。
　　论文完成了对子母弹抛撒面积计算的仿真、并对与子母弹抛撒面相似的空间雨伞面积测量做了实验，通过分析得出结论。本文对整个测量系统分软、硬件两个部分进行设计及运用。硬件部分主要包括两个硬件参数相同的数字高速摄像机、摄像机固定平台、PC处理平台、数据线缆等；软件部分主要包括图像预处理模块、图像特征点的匹配模块、二维数据点的三维化模块以及三维重建模块。测量系统的目标重建过程为：搭建双CCD高速摄像机测量平台，对摄像机标定后进行图像采集，将在同一时刻拍摄的两幅图像实时存储，利用图像处理软件对图像预处理，然后提取特征点并进行匹配，将匹配后的二维点坐标输入三维化界面进行计算，得出空间点坐标，最后通过MATLAB仿真软件将待测物模型重建。并利用雨伞模拟子母弹抛撒面进行了面积测量实验，计算误差在可接受范围内，验证了测量系统的可行性。
　　最后，本文对所做工作进行了总结，分析了不足，提出了展望。基于立体视觉对子母弹散布面积的测量系统操作简单，运行稳定，通过对系统的改进，可以提高测量精度，因此，在非接触式测量中有较为广泛的应用前景。

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目录

1 绪论

1.1 课题研究的对象

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文内容简介

2 测量系统理论基础及方案设计

2.1 测量技术

2.2 测量系统设计思想

2.3 测量系统数学模型

2.4 测量系统结构

3 立体视觉系统分析与研究

3.1 双目立体视觉的基本原理

3.2 双目立体视觉的标定

3.3 立体视觉中的图像处理

3.4 视觉系统实验分析

4 立体视觉的三维重建及仿真

4.1 特征点的三维重建

4.2 空间特征的三维重建

4.3 多层特征点重建

4.4 三维重建仿真实验分析

5 面积测量实验及结果分析

5.1 实验系统方案

5.2 实验目的及步骤

5.3 测量系统实验结果

5.4 实验数据误差分析

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 课题展望

参考文献

攻 读 硕 士 期 间 发 表 的 论 文

致谢