一种移动式弹丸落点爆炸位置测试装置及方法

技术特征：
(5)通过旋转轴与所述支撑板ⅱ(405)转动连接，所述旋转轴上设置有齿轮ⅲ(11)，所述支撑板ⅱ(405)底部设置有电机ⅳ(12)和角度编码器ⅱ，所述电机ⅳ(12)的输出轴端部设置有齿轮ⅳ(13)，所述角度编码器ⅱ的转轴上设置有齿轮
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(14)，所述齿轮ⅲ(11)、齿轮ⅳ(13)及齿轮
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(14)依次啮合；所述角度编码器ⅱ与所述控制模块电连接。7.根据权利要求6所述的移动式弹丸落点爆炸位置测试装置，其特征在于，所述视觉成像模块(8)包括设置在所述u型架ⅱ(6)顶部的红外摄像机及设置在所述红外摄像机前端的红外光学镜头，所述红外摄像机与所述控制模块连接。8.一种根据权利要求7所述的移动式弹丸落点爆炸位置测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：选择观测点：根据测试要求，将测试装置移动到能够观测到预计的弹丸落点的区域，将激光测距仪(3)放置在两组测试模块(2)的中间位置，并使其指向弹丸落点爆炸位置；调整测试范围，包括：两组平移组件(4)分别带动两组测试模块(2)靠近或远离，调整两个视觉成像模块(8)之间的距离及视觉成像模块(8)距离爆炸位置的距离；调整u型架ⅰ(5)和u型架ⅱ(6)的旋转角度，使得两个所述视觉成像模块(8)的红外光学镜头拍摄光线交会后的测试范围覆盖弹丸落点爆炸区域；计算弹丸落点爆炸位置，包括：利用两个视觉成像模块(8)采集得到多幅弹丸爆炸瞬间的图像，利用激光测距仪(3)同步对弹丸落点爆炸位置进行测距，将采集的多幅图像和多组测距数据通过opencv和python软件实现多幅图像的特征匹配，获取每幅图像中弹丸爆炸落点位置的像素点坐标；根据弹丸爆炸落点位置的像素点坐标，利用双目视觉交汇测试系统目标三维位置数学模型解算弹丸落点爆炸位置。9.根据权利要求8所述的移动式弹丸落点爆炸位置测试方法，其特征在于，所述调整测试范围，具体包括以下步骤：通过液压杆(102)调整测试装置的倾斜角度，直到双轴倾角传感器(10)采集到u型架ⅰ(5)的倾斜角度为0
°
；电机ⅱ(404)带动齿轮ⅰ(409)转动，齿轮ⅰ(409)带动直齿条ⅰ(402)水平移动，进而调整测试装置垂直于观测方向的移动距离，当两个测试装置之间的距离达到预定距离后电机ⅱ(404)停止运行；电机ⅲ(407)带动齿轮ⅱ(408)转动，齿轮ⅱ(408)带动直齿条ⅱ(406)沿观测方向移动，进而调整视觉成像模块(8)距离爆炸位置的距离；控制模块采集激光测距仪(3)、角度编码器ⅰ(7)、角度编码器ⅱ的数据，对采集到的数据进行处理，根据处理结果向电机ⅰ(9)及电机ⅳ(12)发送控制指令，通过电机ⅰ(9)调整u型架ⅱ(6)绕水平轴的垂直转动角度，通过电机ⅳ(12)调整u型架ⅱ(6)的水平旋转角度，实现两个视觉成像模块(8)拍摄视野范围的交会后的测试区域能够覆盖预计的弹丸落点区域。10.根据权利要求9所述的移动式弹丸落点爆炸位置测试方法，其特征在于，所述利用双视觉交汇测试系统目标三维位置数学模型解算弹丸落点爆炸位置，具体包括以下步骤：已知，一个视觉成像模块(8)的投影中心o1为其红外光学镜头的光轴中心，建立其坐标系o1x1y1；另一个视觉成像模块(8)的投影中心o2为其红外光学镜头的光轴中心,建立其坐
标系o2x2y2，两个红外摄像机之间的距离为b；调节后两个红外光学镜头的水平偏转角度分别为α1和α2、俯仰角度分别为和焦距分别为f1和f2；两个红外摄像机的距离为b，激光测距仪(3)测出的弹丸落点爆炸位置的直线距离为l，以及两个红外摄像机采集图像中弹丸落点爆炸位置的像素坐标p1(x1,y1)和p2(x2,y2)；基于已知参数，结合双视觉交汇测试系统目标三维位置数学模型，解算弹丸落点爆炸位置，目标三维位置的数学模型为：其中：φ1＝arctan(y1·
cosω1/f1)，φ2＝arctan(y2·
cosω2/f2)，ω1＝arctan(x1/f1)，ω2＝arctan(x2/f2)；基于弹丸爆炸落点位置，利用gps设备得到测试区域地面标志物的位置信息，根据测试区域地面标志物给出相对的弹丸爆炸落点位置；若地面标志物的位置为(x
d
,y
d
,z
d
)，则相对的弹丸爆炸落点位置的计算函数为：的弹丸爆炸落点位置的计算函数为：和分别为两个红外光学镜头的空间位置坐标。

技术总结
本发明提供了一种移动式弹丸落点爆炸位置测试装置及方法，属于兵器靶场测试领域，包括控制模块、可移动架及两组测试模块，两组测试模块之间设置有激光测距仪；每组测试模块均包括：平移组件转动设置在可移动架顶部；U型架Ⅰ架设在平移组件顶部并能够转动；U型架Ⅱ架设在U型架Ⅰ内并绕水平轴转动，一侧通过转轴连接有角度编码器Ⅰ；视觉成像模块设置在U型架Ⅱ顶部，用于采集弹丸爆炸图像；控制模块用于采集激光测距仪、双轴倾角传感器、角度编码器Ⅰ的数据并对其进行处理，根据处理结果控制两个平移组件之间的距离及U型架Ⅰ和U型架Ⅱ的旋转角度，调节两个视觉成像模块的拍摄光线交会后的测试区域。该测试装置移动性强，测试区域布置灵活。灵活。灵活。


技术研发人员：李翰山 柳学斌 张晓倩 曾涛
受保护的技术使用者：西安工业大学
技术研发日：2022.06.15
技术公布日：2022/9/13