偏转速度实时修正的弹道跟踪系统设计

现有弹道跟踪系统的反射镜偏转速度仅由弹丸出膛速度决定,跟踪过程中不能根据目标实际位置实时修正,为了解决该问题,设计了一种可基于目标位置实时修正反射镜偏转速度的弹道跟踪系统。系统采用仰角姿态拍摄方式扩大视场范围,提出基于背景运动补偿的目标跟踪算法,根据跟踪的弹丸运动位置与反射镜偏转角度之间的关系,构建出反射镜偏转模型。实验结果表明,所设计的系统能够根据弹丸在画面中的位置实时修正反射镜偏转速度,达到了让弹丸始终处于画面中心的目标。

200m自由飞弹道靶模型高精度视觉位姿测量技术

为精确测量弹道靶超高声速自由飞模型位姿变化参数以用于气动力参数辨识,中国空气动力研究与发展中心结合双目视觉定位技术和前光照相技术,在弹道靶上发展了超高声速自由飞模型的高精度视觉位姿测量技术。双目测量站沿模型飞行方向布置,试验前完成测量站单站标定、多站全局坐标关联等。模型进入测量站视场中心时,脉宽小于10ns的激光经扩束后照射表面带编码标记点的模型,同时双目测量站相机获得前光图像。试验后通过模型表面标记点识别解算,获得模型飞行过程的位姿参数。在解决靶室杂光滤除、前光光源出口光斑匀化、双目测量站全局关联、模型表面处理及标记点制作等技术的基础上,建立了200m自由飞弹道靶模型高精度视觉位姿测量系统。在200m自由飞弹道靶上开展了长165mm的20°锥模型的飞行试验,试验环境压力15kPa、速度2.7km/s,根据视觉位姿测量系统获得的锥模型在各测量站飞行位姿参数和激光器的出光时序,通过辨识获得锥模型的阻力系数和动导数等气动力参数,所得结果与AEDC G靶上的结果趋势基本一致。

改进的质点弹道在底排-火箭复合增程弹上的应用

以平底弹2DOF弹道程序为基础,通过对2DOF弹道模型进行改进处理,即把整个弹道进行分段处理,以及对弹道跟踪V-T数据进行拟合处理,得到完整的对落点诸元符合性很好的底排-火箭复合增程弹弹道模型,该模型在实际射击试验及弹丸设计中有较大的使用价值.

Measurement of bullet impact conditions using automated in-flight photography system

Knowledge of impact conditions is critical to evaluating the terminal impact performance of a projectile.For a small caliber bullet,in-flight velocity has been precisely measured for decades using detection screens,but accurately quantifying the orientation of the bullet on a target has been more challenging.This report introduces the Automated Small-Arms Photogrammetry(ASAP)analysis method used to measure,model,and predict the orientation of a small caliber bullet before reaching an impact surface.ASAP uses advanced hardware developed by Sydor Technologies to record a series of infrared digital photographs.Individual images(four orthogonal pairs)are processed using computer vision algorithms to quantify the orientation of the projectile and re-project its precise position and orientation into a three-dimensional muzzle-fixed coordinate system.An epicyclic motion model is fit to the measured data,and the epicyclic motion is extrapolated to the target location.Analysis results are fairly immediate and may be reviewed during testing.Prove-out demonstrations have shown that the impact-angle prediction capability is less than six hundredths of a degree for the 5.56 mm ball round tested.Keywords:Yaw,Terminal ballistics,Exterior ballistics,Test&evaluation,Computer vision,Image processing,Angle of

一种基于弹道曲线模型的脱靶量测试方法

针对传统的脱靶量测试设备体积庞大、不便移动且测试成本高等缺点,提出了一种基于弹道曲线模型的双目立体视觉的脱靶量测试方法。研究了摄像机的成像模型及坐标系变换,分析了摄像机标定的一般方法,构建了摄像机标定模型,并推导了标定参数的表达式。基于双目立体视觉测试技术设计了弹道曲线模型的弹丸脱靶量测量系统,其测量过程简单且标定结果稳定,可实现弹丸运动目标的快速检测,通过对运动目标的空间定位和轨迹拟合实现了脱靶量的测试。实验结果表明:弹道直线模型和曲线模型均能简便地求解飞行弹丸脱靶量,后者比前者更贴近实际弹丸飞行轨迹,可获得更高精度的脱靶量,弹道曲线模型的脱靶量平均绝对误差(MAE)比直线模型降低了大约一半。