XF—2000狭缝摄影系统及联动控制

针对武器系统的特点和靶场的要求，XF-2000狭缝摄影系统对传统的狭缝摄影机的暗盒系统和装片机构进行了改造和重新设计，新的摄影系统为连续自动装片，提高了装片的速度 ，缩短了武器试验的周期。新的狭缝摄影系统为外鼓轮结构，手动和自动连续装片方式，采用70mm胶片，胶片盒容量8米，可工作8次以上，胶片线速度为2-50m/s。联动控制技术是以工控计算机为控制核心的分散型控制体系，它采用了计算机、通信等技术，完成狭缝摄影联动系统的信息收集和操作管理，将多台狭缝摄影机有机的结合起来，实现了系统快速、机动灵活布站。狭缝摄影系统具有独特的摄影方式，它可同步摄影，也可扫描摄影。单台工作可获得弹丸的攻解，多台联动可得到弹丸的章动周期。控制方式有两种，即多路控制方式和单路控制方式。多路同步控制方式采用多套天幕靶和激光启动靶进行同步启动，各台摄影机接收同步信号后开始工作，进行记录。四台摄影机为一组，单路（炮口线）同步方式为中心控制站接到炮口信号后，瞬间向各站发送触发脉冲，单机控制器根据中心控制站预设的参数找开快门进行拍摄，同时触发闪光灯。     

基于影像-位置序图的光学测姿方法

针对空中飞行目标姿态测量问题,提出一种新的光学测姿实现方法,对光学多站测姿实施复杂、单站测姿成像要求高等问题进行改进。该方法充分利用了目标飞行连续影像信息和相应的外弹道位置数据,首先通过目标位置数据确定目标轴线向量起点,根据轴线向量终点的约束方程确定向量终点;然后通过偏航角、俯仰角与轴线向量起点、终点的关系,解算目标姿态角;最后通过姿态连续变化的先验信息,确定解算结果的唯一值。仿真计算和精度分析表明,可实现测姿误差总体小于1,表明提出的方法兼顾了便捷性和测量精度,具有较高工程应用价值。     

一种光学单站姿态处理二义性正确解确定方法

因单站成像的信息欠缺以及成像的对称性,光学单站姿态处理的二义性是普遍性难点问题,针对光学单站姿态处理二义性解问题,以目标主体直线矢量与姿态角对应关系为突破点,以主体直线矢量的物像映射关系为单站姿态处理基础,从处理结果界定局部二义性错误解,然后根据单站姿态求解关键步骤修正二义性解,修正前后处理结果与常规交会处理结果比较效果显著,在文中所述场景下,误差量级至少缩小20%,该方法为光学单站姿态处理获取正确解提供了可靠理论支持。     

狭缝摄影胶片图象运动参量测量和处理

狭缝摄影胶片图象运动参量测量和处理采用了胶片扫描仪对狭缝摄影胶片图象进行数字化,利用软件进行图象处理.文章介绍了对胶片扫描仪进行检验和标定方法;对由于狭缝摄影机的胶片速度和目标的实际影象速度不一致产生的畸变进行了分析和修正,实现了数据的精确测量和处理.     

用于弹丸空间姿态测试的高速摄影立体测量技术

在常规兵器试验中,利用现有的电影经伟仪和弹道相机无法完成弹目交会过程及姿态、子母弹抛撒和子弹的飞行姿态等项目的测试,但将高速摄影机与其它仪器（如经伟仪跟踪架）、设备技术结合起来即高速立体摄影可完成对其测量。高速立体摄影测量是以立体摄影测量为基础,使用高速摄影机进行的摄影测量。与普通立体摄影测量相比,两者存在许多相同或相似的地方,如理论分析、计算方法、判读等。但由于使用高速摄影机,在摄影测量中,摄影机的选择和使用,目标与摄影机的同步,多台摄影机的同步,底片的处理方法和数据处理方法等一些问题,都需要研究和解决。本文对这些问题进行了讨论。     

靶场飞行目标弱透视投影姿态测量可行性研究

为了探讨弱透视投影应用于靶场远距离、小视场姿态测量的可行性,以轴对称回转体目标为例,充分利用透视成像信息及弱透视投影原理,逆向推导了单站弱透视投影的姿态测量模型,实际试验结果证明了弱透视投影在靶场姿态测量中的可行性,在文中所述的试验环境下,弱透视投影与透视投影之间误差不超过0.05°;明确了在靶场远距离、小视场姿态测量环境下,弱透视投影误差主要来源于作用距离;推导了算法适用的极限作用距离。以上研究为靶场弱透视投影远距离、小视场姿态测量奠定了一定的理论基础。     

基于嵌入式GPU的运动目标分割算法并行优化

在光电监视系统中,广泛应用于运动目标分割的PBAS(pixel base adaptive segmenter)算法计算复杂、参数量大,难以达到实时分割的要求。针对PBAS算法是对图像中每个像素点进行独立处理,特别适合于GPU并行加速的特点,对其在嵌入式GPU平台Jetson TX2上进行了并行优化实现。在数据存储结构、共享内存使用、随机数产生机制3个方面对该算法进行了优化设计。实验结果表明,对于480×320像素分辨率的中波红外视频序列,该并行优化方法可以达到132 fps的处理速度,满足了实时处理的要求。     

THE MEASUREING AND PROCESSING OF STREAK CAMERA

狭缝摄影胶片图象运动参量测量和处理采用了胶片扫描仪对狭缝摄影胶片图象进行数字化,利用软件进行图象处理.文章介绍了对胶片扫描仪进行检验和标定方法;对由于狭缝摄影机的胶片速度和目标的实际影象速度不一致产生的畸变进行了分析和修正,实现了数据的精确测量和处理.     

基于光学图像的目标姿态判读处理

 采用摄像测量方法获取目标的飞行姿态是目前靶场主要测量手段之一。目标姿态可以用目标轴线在空间的方位来描述,即姿态的判读处理就是要提取线的空间位置。在进行图像判读处理时除采用传统的基于点的判读处理手段外,还应根据不同的目标类型采用不同的判读处理方法,文中给出了基于首尾两点的判读处理、基于线的判读处理和基于模型的三种判读处理方法,有效解决了不同类型目标的判读处理问题。     

导引头性能可视化数据获取方法

目前,制导武器系统导引性能评估主要采用室内仿真和实弹射击方法。但是,受模拟条件的限制,室内仿真存在目标瞬变作用机理描述不足及过程复现可信度低等难题;而外场实弹射击则存在试验样本量有限,目标环境设定单一且射击条件无法保证一致性的问题,难以全面考核出武器系统对环境和干扰的适应性。针对这一问题,提出了一种介于室内仿真与外场实弹试验之间的中间验证考核方法,在接近真实复杂战场环境条件下,构建了制导武器系统的可视化动态测试平台,获取导引头探测、识别和跟踪目标过程的同步、实时可视化观瞄图像,提取目标信息并实现导引性能评估。这种方法在靶场环境下针对实际靶标目标进行静态、动态跟踪试验,能够为激光、毫米波、电视以及红外等不同制导模式的导引头系统进行集成试验与测试,可为室内仿真提供目标背景的直接驱动数据,提升仿真逼真度; 同时,也可多次重复考核导引环节的关键能力,弥补实弹射击试验数量的不足,为武器系统研制过程提供了一种全新的测试验证手段