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专利号: 2021101879764
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: 弹药;爆破
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:

1.一种双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,包括两组结构相同且相对设置的测试单元,每组所述测试单元均包括图像采集仪(1)和图像测试装置;

所述图像测试装置包括燕尾型平台(9)、倒U形移动滑块(12)、相机固定架(15)和光场相机(17),所述倒U形移动滑块(12)设置在所述燕尾型平台(9)上,并与所述燕尾型平台(9)水平滑动连接,所述相机固定架(15)设置在所述倒U形移动滑块(12)上,并与所述倒U形移动滑块(12)转动连接;所述相机固定架(15)的顶部和一侧呈开放状态,所述光场相机(17)的相机座两侧均设置有转轴(22),所述转轴(22)端部分别与所述相机固定架(15)两侧内壁转动连接,所述相机固定架(15)相对的两个侧壁外分别设置有电机(2)和角度编码器,所述电机(2)的输出轴与一个所述转轴(22)传动连接,所述角度编码器的检测端与另一个所述转轴(22)连接;所述光场相机(17)下方靠近所述相机固定架(15)一侧设置有光电位置传感器(18)和线激光(19);

所述光场相机(17)通过数据线与所述图像采集仪(1)电连接,所述电机(2)、角度编码器、光电位置传感器(18)、线激光(19)和图像采集仪(1)均与上位机(3)连接。

2.根据权利要求1所述的双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,还包括第一螺柱(10),所述燕尾型平台(9)顶部沿长度方向开设有容纳所述第一螺柱(10)的凹槽,所述倒U形移动滑块(12)底部沿长度方向开设有与所述第一螺柱(10)配合的螺纹槽,所述第一螺柱(10)设置在所述凹槽内,一端与所述燕尾型平台(9)转动连接,另一端设置有第一转动手柄(24),所述第一螺柱(10)与所述螺纹槽螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,还包括第二螺柱(20)和凹型圆盘(23),所述凹型圆盘(23)底部通过支撑柱与所述倒U形移动滑块(12)顶部转动连接,所述相机固定架(15)设置在所述凹型圆盘(23)内;所述凹型圆盘(23)一侧相对设置有两个卡座(21),所述第二螺柱(20)两端分别与两个所述卡座(21)转动连接,所述第二螺柱(20)一端穿过所述卡座(21)并在端部设置有第二转动手柄(25);所述凹型圆盘(23)外壁设置有与所述第二螺柱(20)配合的外螺纹,所述凹型圆盘(23)外壁与所述第二螺柱(20)互相啮合。

4.根据权利要求1所述的双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,所述倒U形移动滑块(12)顶部两侧分别设置有水平仪(13)。

5.根据权利要求4所述的双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,所述倒U形移动滑块(12)底部还设置有底座平台(6),所述倒U形移动滑块(12)通过紧固螺丝(8)与所述底座平台(6)连接;所述底座平台(6)的四个角各设有一个支撑座,每个所述支撑座均包括调节旋钮(5)和螺柱,所述螺柱穿过所述底座平台(6),上端螺接有螺柱帽(7),下端连接有锥体地脚(4),所述调节旋钮(5)设置在所述底座平台(6)和锥体地脚(4)之间并与所述螺柱螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,所述倒U形移动滑块(12)四角设有锁紧旋钮(11)。

7.根据权利要求1所述的双光场相机破片参数测试装置,其特征在于,所述光场相机(17)外套有保护壳(16),所述光场相机(17)的光学镜头外露在所述保护壳(16)外,所述转轴(22)与所述保护壳(16)连接;所述角度编码器外设置有方壳(14)。

8.一种根据权利要求1至7任一项所述的双光场相机破片参数测试装置的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、将两组图像测试装置和两个图像采集仪(1)分别相对设置,调节图像测试装置底座平台(6)下方支撑座的调节旋钮(5),并观察水平仪(13)的状态,使得图像测试装置与地面水平;

步骤2、通过转动第一转动手柄(24)带动第一螺柱(10)转动,将倒U形移动滑块(12)滑动到燕尾型平台(9)任意位置,使两台光场相机(17)分别对称布置在弹丸飞行方向的两侧,并测量两台光场相机(17)的距离,记为d;打开两组图像测试单元中线激光(19)的电源,直到两个线激光(19)完全重合,完成两组图像测试单元中的光场相机(17)结构对准;

步骤3、通过电机(2)带动转轴(22)转动,进而带动广场相机转动到设定角度,角度编码器读取两组图像测试单元中广场相机(17)转动的角度值,分别记为θ1与θ2;弹丸处于远离两组图像测试单元中间的位置,当弹丸爆炸时,弹丸爆炸产生的破片群分布在两个光场相机(17)的交汇视场中,图像采集仪(1)连续接收并处理两个光场相机(17)所采集到的图片,获得破片成像像素坐标;

步骤4、结合数字重聚焦原理,破片重聚焦于新的像平面上形成清晰的像,经过图像处理技术得到重聚焦后破片在质心像素坐标为(xi,yi)为:其中,(ui,vi)是破片在光场相机的微透镜阵列的位置坐标;(x′i,y′i)表示光场相机重聚焦之前破片的质心像素坐标;

步骤5、假设两台光场相机交汇视场中某一个破片的空间位置坐标为(Xi,Yi,Zi),i=1,

2,…,n,则(Xi,Yi,Zi)具体计算如下所示:其中,(x1i,y1i)和(x2i,y2i)表示两个光场相机所获得的破片图像的质心像素坐标,θ1与θ2分别为两个光场相机的倾角,d是两个光场相机之间的距离。