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专利号: 2020102751513
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,包括以下步骤:在控制终端建立战斗部静爆场景等效靶板三维模型;

战斗部爆炸前,对每块靶板标序号;

战斗部爆炸后,对应设置的序号一一采集每块靶板的图像,获得每块靶板的原始图像;

将采集到的每块靶板的原始图像一一输入控制终端,对每块靶板的原始图像分别进行校正,并将每块靶板的原始图像的形状特征点的二维坐标转换成实际物理尺寸坐标,获得校正靶板图像;

对每块校正靶板图像上的破片进行穿孔检测,并去除伪目标;

提取校正靶板图像上破片穿孔的中心位置的二维坐标;

将破片穿孔的中心位置的二维坐标转换到战斗部静爆场景等效靶板三维模型中的等效靶板上,获取破片穿孔的中心位置的三维坐标参数;

利用破片穿孔的中心位置的三维坐标参数,计算穿孔在等效球面上的飞散参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,战斗部静爆场景等效靶板三维模型的建立方法,包括以下步骤:设定单块等效靶板的布靶形状及尺寸,并设定战斗部的爆心位置;

以爆心位置作为原点o,平行于水平面为xy轴,z轴垂直于水平面,建立o-xyz坐标系;

将单块等效靶板按照设定的布靶形状与尺寸,在o-xyz坐标系中建立三维模型;

获取每块等效靶板的形状特征点的三维坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,采集每块靶板的图像的方法是基于静态采集或基于动态采集的任意位姿获取的靶板图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,对每块靶板的原始图像分别进行校正的方法,包括以下步骤:分割提取每块等效靶板的原始图像,并获取每块靶板原始图像的形状特征点的二维坐标;

利用单块靶板的形状及尺寸比例信息,采用投影变换计算几何校正参数;

利用几何校正参数对靶板进行校正;

根据单块等效靶板的尺寸信息,将每块靶板的形状特征点的二维坐标转换成实际物理尺寸坐标,获得校正靶板图像。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,穿孔检测的方法包括以下步骤:采用自适应阈值对校正靶板图像上的破片穿孔进行分割检测;

基于形态学闭运算连接目标;

去除伪目标。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,提取校正靶板图像上破片穿孔的中心位置的二维坐标的方法是基于灰度加权处理规则。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,获取破片穿孔的中心位置的三维坐标参数的方法,包括以下步骤:建立每块靶板形状特征点的二维坐标,与爆炸场景三维模型中相应等效靶板形状特征点的三维坐标的对应关系;

采用单应矩阵的投影变换,计算靶板二维坐标转换到爆炸场景三维模型中相应等效靶板的变换矩阵;

基于计算的变换矩阵,将破片穿孔的二维坐标转换到爆炸场景三维模型中,得到破片穿孔的三维坐标。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的破片飞散参数确定方法,其特征在于,计算穿孔在等效球面上的飞散参数的方法包括以下步骤:S1、选择战斗部放置方式:

立式放置或卧式放置;

S2、建立战斗部飞散参数计算坐标系:

若为立式放置,以战斗部轴线向上为正航向xx,若为卧式放置,以战斗部轴线向左为正航向xx;

计算破片的航向角:

若为卧式放置,破片穿孔的三维坐标为(Xi,Yi,Zi),其中i∈(1,N),N为破片的总数,利用式(1)计算其航向角θi:θi=arctan2(Yi/Xi)  (1)其中,θi为航向角,Xi和Yi分别为某个破片穿孔相对爆炸场景三维模型中爆心坐标系的坐标;

若为卧式放置,利用式(2)计算航向角θi:θi=arctan2(Zi/Xi)  (2)其中,θi为航向角,Xi和Zi分别为破片穿孔相对爆炸场景三维模型中爆心坐标系的坐标;

以正航向X顺时针旋转,根据式(2)计算第5%破片穿孔总数个破片穿孔对应的航向角θs,第50%破片穿孔总数个破片穿孔对应的航向角θm,以及第95%破片穿孔总数个破片穿孔对应的航向角θe;

S3、计算飞散参数:

利用式(3)计算破片飞散角Ω,

Ω=θe-θs  (3)

其中,Ω为破片飞散角,θs为第5%破片穿孔总数个破片穿孔对应的航向角,θe为第95%破片穿孔总数个破片穿孔对应的航向角;

利用式(4)计算破片飞散方向角ψ,

ψ=90°-θm  (4)

其中,ψ为破片飞散方向角,θm为第50%破片穿孔总数个破片穿孔对应的航向角;

设以爆心为圆心,将等效靶板从左到右顺时针旋转进行k份分区,每份分区对应的圆心角为 分区内的破片的数量为nk,利用式(5)计算破片球面分布密度ν,其中,ν为破片球面分布密度,π为圆周率,R为等效靶板布置的等效爆炸半径,当战斗部卧式放置时,n为等效靶板的高度,当战斗部立式放置时,n为等效靶板的宽度。