炮口振动位移高速数字摄像法测试技术研究

为了验证高速数字摄像法在炮口振动位移测试中的应用效果,以完善炮口振动位移测试方法,开展了炮口振动位移高速数字摄像法测试技术的研究.本文用电涡流位移传感器和高速数字摄像系统同时测试射击时的炮口振动位移,将二者结果进行对比,以此评价高速数字摄像法的应用效果.在炮口布置测试运动标识,高速数字摄像系统布置在火炮侧面,图像测试结果记录在计算机磁盘上,采用高速运动分析软件处理炮口振动位移曲线.结果表明,炮口振动位移高速数字摄像测试法测试结果与电涡流位移传感器测试结果曲线形状和数值基本一致,二者相对误差小于1%,故高速数字摄像测试法能满足火炮测试精度要求.

隧道爆破现场高速图像采集与精确控制爆破参数研究

受隧道内环境恶劣、相机防护等诸多因素制约,隧道现场爆破的高速图像采集与分析尚未实现,而这对精准控制爆破参数非常重要。以重庆某隧道为研究背景,在解决现场测试技术难题基础上,得到隧道爆破过程完整图像并同时获取爆破振动数据;据此分析了隧道爆破岩石破裂现象:炸药起爆15～18 ms后岩体移动,21 ms左右形成空洞并不断扩展后抛出;探讨了同对掏槽眼爆破协同作用时间与微差降振时间之间的矛盾,研究表明兼顾二者作用的起爆时差为8～50 ms;通过分析爆破裂隙扩展曲线特点并结合实测振动数据,确定起爆54 ms时形成第二临空面,较按过去方法确定的时间更精确,以此进行现场掏槽段位设计的降振效果良好;研究结果可为精准控制爆破提供参考。

序列脉冲激光器与数字化相机的匹配应用

为了拍摄出清晰的照片供靶场测试使用,文中采用脉冲激光器与数字化相机匹配使用的方法,分析了激光器出光与CCD相机摄影的时序规律,成功地实现了激光器与CCD相机的同步控制。结果满足系统对拍摄精度的要求,具有一定的实用性。

电弧喷涂电弧燃烧过程分析

借助数字高速摄像技术,分析了电弧喷涂时电弧的引燃、燃烧和断弧过程.电弧喷涂时电弧遵循"引弧—燃烧—熄灭—再引弧"的过程,有两种原因造成电弧喷涂时熄弧,一是喷涂丝材短路,电弧自然熄灭;另一种情况是未完全熔化金属"拉长"电弧后突然从丝材端部脱开,从而造成电弧熄灭.当电弧处于正常燃烧时,呈椭圆状,有利于延长熔化粒子在电弧中运行时间,对粒子做进一步加热,使喷涂粒子熔化更充分.文中给出了电弧正常燃烧时的模型,为进一步提高喷涂过程稳定性及涂层质量奠定基础.

基于影像分析的飞机偏离跑道距离测量技术研究

根据某型飞机最小操纵速度科目专项试飞要求,为有效评估飞机偏离跑道中心线的距离,构建了一套稳定可靠的光电测试系统,通过在飞机中段机腹中心线上加装高速数字摄像机,获取飞机运动时跑道及机轮的序列影像,经过高精度的摄像机标校,通过图像分析处理识别飞机前起落架机轮和跑道中心线上特征点的亚像素坐标,根据摄影测量原理精确解算飞机偏离跑道中心线的距离。结合真实飞行试验对测量结果进行了分析,数据结论准确。

基于前视跑道图像的飞机偏心距精确测量

根据飞机地面最小操纵速度试飞的光电测试需求,提出一种基于前视跑道图像的飞机偏心距精确测量技术,通过在飞机中后段机腹中心线上加装前视高速数字摄像机,获取飞机运动时跑道及飞机起落架的前视序列图像,通过图像判读获取飞机主起连线与跑道标识线交点的亚像素坐标,在摄像机测量参数高精度标定的基础上,根据摄影测量的单站定位原理精确解算交点在物方空间坐标系下的坐标,进而获取飞机偏离跑道中心线的距离。飞行试验测试结果表明,该测量方案切实可行,数据直观可靠,可实现3cm的测量精度,完全满足试飞测试任务需求。

基于摄影测量的飞机阻力伞运动参数测量技术

针对某型阻力伞性能鉴定试飞科目要求,需要精确测量阻力伞在稳定工作时的垂直、水平摆角,从而为该产品的技术鉴定提供依据。本文根据加装在飞机机背中段的高速摄像机,获取阻力伞的运动影像,通过图像分析处理识别特征点的亚象素坐标,采用摄影测量的解算算法,推导出数学解算模型,实现了阻力伞运动参数的最优解算。结合真实飞行试验对测量结果进行了分析,数据结论准确。

导弹着靶姿态和着靶过程测量方法

分析了导弹落地高速瞬间流逝过程测量系统的特点。对高速摄像机的布站方案进行了研究.提出利用高速数字摄像机。采用交会条件和非交会条件2种不同的布站方案来测量母弹抛撒后的子弹着靶姿态和着靶过程,推导出测量记录数据处理方法.实验证明,采用非交会布站测量子弹着靶过程是可行的.

数字散斑法在局域剪切带三维变形研究中的应用

在适当的温度、应变率和预变形下,合金材料的拉伸试验中,将会出现伴随应力锯齿形跌落的雪崩式剪切变形带,即波特文-勒夏特利埃(Portevin-Le Chatelier,PLC)效应。利用高速数字摄像系统(分辨力1000 frames/s)并结合数字散斑干涉法(Digital speckle pattern interferometry,DSPI)和数字散斑相关法设计了一套光学变形测量系统,实现了拉伸试验中对试件表面三维变形的实时、精确测量。利用该光学系统对铝铜合金试件在拉伸试验中产生的跳跃传播的局域剪切带瞬态成核过程进行捕捉。通过结合数字散斑相关法得到的面内变形定量结果和数字散斑干涉法得到的表现离面变形的条纹图,再现了剪切变形带成核和传播瞬间的三维变形过程。