反射式平行光管的红外瞄具零位走动量测量方法研究

介绍了一种同时用于红外瞄具零位走动量和装表量测量的光学测量方法,采用抛物面反射镜作为主镜的反射式平行光管模拟无限远目标,实现了平面反射镜和精密二维转台进行光线转向及自动读数。阐述了方法测量原理,并分析了瞄具零位走动量测量误差。验证实验结果表明,该方法可实现±10°的大视场范围测量和0.05mil的测角精度,保证高精度测量的同时,很好的解决了反射式平行光管由于视场小而导致测量范围受限的问题。

红外零位走动量测量中的相机姿态自适应补偿

为提高红外零位走动量测量精度,针对测量过程中相机姿态变化误差引起的图像定位精度不高问题,提出了一种CCD相机姿态小角度变化自适应补偿方法。通过理论分析,推导出相机姿态解算公式,建立了CCD相机姿态解算数学模型,然后基于某型红外瞄具零位走动量测量系统,分别针对三种相机姿态,对瞄具分划线在参考坐标系中的坐标进行了对比实验。结果表明,测量精度优于0.01 mil,能减小相机倾斜对红外瞄具零位走动量测量带来的误差,为提高零位走动量测量精度提供了一种相机姿态自适应补偿的新方法。

一种测试零位走动量的新方法

针对热像仪光轴稳定性及瞄准精度的高精度战术指标要求,提出了一种测试零位走动量的新方法。通过对零位走动量常规测试方法的分析研究,总结出了影响测试零位走动量的主要不确定度,新方法基于计算机图像视觉分析技术,采用特殊的软件算法,将来自热像仪的图像信息进行分析处理,建立热像仪光学视场与电视场之间的等效换算关系,最终精确计算出目标点的零位走动量。

光学瞄具零位走动量测试系统研究

零位走动量即瞄准线物方角度射击前后变化量,是光学瞄具稳定性定量评价指标。文中介绍了光学瞄具零位走动量测试系统的组成及工作原理,并设计了读数分系统。实验结果表明,系统的测量精度为0.01mil。

白光瞄准镜零位走动量测量方法研究

针对瞄准镜在射击前后会有一定的变动量即零位走动量。文中介绍了一种测量零位走动量的方法,该方法采用CCD测量总的零位变化量,再通过光电自准直仪测量出重复装卡时产生的误差,两者的差值即为纯粹的零位走动量。针对之前无法剔除重复装卡引起误差的方法,该测量方法的优势在于可以测量纯粹的零位走动量,通过对工作原理的介绍以及实验分析,结果表明,白光瞄具的纯粹零位走动量σ值不大于6.48(″0.03 mil);该方法所测得的零位走动量精度高,符合技术指标要求。

基于机器视觉的红外瞄具零位走动量检测系统

为满足红外瞄具零位走动量数字化、高精度的检测需求,设计了基于电荷耦合器件(CCD)机器视觉技术的红外瞄具零位走动量检测系统。提出一种新的零位走动量检测模型,依据检测系统的技术指标及要求,设计了离轴抛物面反射式准直光学系统及针孔靶。为减小由相机倾斜引入的测量误差,建立了相机姿态自适应校正模型,并首次将其应用于零位走动量测量中。设计了图像判读软件,采用重心法对靶标中的圆斑中心进行定位,利用泽尼克矩的旋转不变性,对边缘像素点进行细分。成功研制了一台样机,加工装调后进行了测试实验,结果表明,系统的不确定度优于0.02mil,能有效避免由相机倾斜引入的测量误差,满足红外瞄具零位走动量数字化、高精度测试要求。

相机姿态校正模型的红外瞄具零位走动量测量

根据红外瞄具零位走动量高精度测试需求,提出了一种基于相机姿态自适应数学模型的红外瞄具零位走动量测量方法。设计了一种相机姿态自适应修正新算法,建立了相机姿态修正模型,并将其应用于零位走动量测量,克服了由于CCD相机倾斜引起零位走动量测量误差的难题。基于图像判读技术,采用重心法对针孔靶及瞄准分划图像进行定位,利用Zernike矩不变性质实现边缘点的亚像素细分。构建了实验系统,经实验验证,测量精度优于0.02mil(1mil=0.254cm),满足红外瞄具零位走动量的高精度测试需求。

基于单CCD相机的高精瞄具纯粹零位走动测量方法研究

对高精瞄具的纯零位走动量进行测量时,需要剔除瞄具重复装卡带来的误差。以往的测量方法需要两个分系统(重复装卡剔除系统及总零位走动量测量系统)才可获得纯零位走动量。此方案系统复杂、成本高、测量效率低。因此提出了一种基于CCD相机测量高精瞄具零位走动量的新方法。该系统以平行光管、被测瞄具、CCD相机搭建测量平台;在CCD相机像面建立测量坐标系,以试验前后光管十字分划线在CCD相机像面所成的像在坐标系下的变动量来获得瞄具重复装卡误差,试验前后瞄具分划在CCD像面上的像相对坐标系的变动量来测量瞄具总的零位走动量,最终以瞄具分划像相对光管分划像在水平和垂直两个维度的偏差量来计算零位走动量,仅通过单个CCD相机便可测量瞄具的纯粹零位走动量。经试验验证,该系统的测量精度可达2″,足以满足高精度瞄具的测量需求。

零位仪的电子细分读数方法及实现

为提高轻武器白光和微光瞄具零位测量仪的分辨率和精度,提出了电子细分读数方法。通过内置平板玻璃的平行光管模拟无穷远目标,调整水平和俯仰两个维度的平板玻璃,使无限远目标像偏移,进行光学对准补偿读数。采用两个高分辨率的角位移传感器,直接测量出两个维度上平板玻璃的偏转角,将测得的角度值经单片机数字化处理后显示在有机电致发光显示器(OLED)上,通过耦合棱镜将OLED上的像耦合到准直光路中。建立了测量的理论模型,采用高精度光电经纬仪标定测量,结果表明:该方法的分辨率可达到0.001 mil,误差小于0.03 mil,分辨率和精度较传统的机械细分读数方法均有较大改善。

基于图像模板匹配算法的微光瞄准镜零位检测技术

对微光瞄准镜零位检测技术进行了研究,分析了传统检测方法存在的不足,采用计算机图像处理技术,提出了一种基于图像模板匹配算法的微光瞄准镜零位新型检测技术。该技术实现了零位检测的自动测量,避免了人为因素的影响;检测精度高,达到0.05密位,高于现有零位检测仪;移植性好,可扩展应用于红外热像瞄准镜等其他夜视产品的零位检测,对夜视瞄准镜零位检测技术具有参考意义。

车载热像瞄准镜性能测试技术探索与实践

针对车载热像瞄准镜试验实际需求，充分利用现有设备开展多项性能测试技术的研究，提出并实现了基于光电自准直仪的零位走动量测试方法，提出并实现了基于音频分析的视场切换时间测量方法，设计并制作了光热式红外星点目标靶，扩展了离轴反射式可见光平行光管的应用范围。

高精瞄具重复装卡误差测量

零位走动量是衡量瞄具稳定性的重要指标之一。由于普通瞄具对零位走动量要求较低,在测量其零位走动量时往往忽略了瞄具的重复装卡误差对零位走动量的影响,但在高精度瞄具的零位走动量的测量中,重复装卡误差是不能忽略的。基于自准直仪原理,设计了一套自动消除重复装卡误差的装置。该装置由半反半透镜的自动贴合装置及光电自准直仪组成。以压力传感器配合压电陶瓷(PZT)微位移器件形成一个微动微调闭环反馈系统,实现对半反半透镜姿态的实时调整,确保半反半透镜与瞄具物镜的端面完全贴合。经实验验证,该装置在5°测量范围内可达到2″的测量精度,足以满足对高精瞄具零位重复装卡误差的测量要求。