大靶面双线阵相机交汇式着靶坐标测试系统标定

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射击精度一直是衡量轻武器性能优劣的一项重要指标,着靶坐标测试系统是射击精度准确测量的一个重要研究方向。针对弹丸或者着靶目标分布较广的情况,本文基于“分体式”的布站方式,想在大靶面内找到一种双线阵相机交汇测量系统的快速、准确标定方法。由于没有一体化的系统框架,实现高精度测量结果首先要解决相机共面问题、标定区域问题,其次探索标定区域和特征点位置设置对于标定精度的影响,最终得到大靶面双线阵相机交汇式着靶坐标测试系统快速准确的标定方法。本文首先推导了双线阵相机交汇下的着靶坐标解算公式,并通过理论分析验证了该坐标测量模型的正确性。通过控制变量法,研究了相机参数对着靶坐标准确测量的影响,说明了相机准确标定的必要性,构建了系统标定方案。其次,基于线阵相机的成像原理,根据线线交汇的方法和目标图像采集处理,以及三次多项式拟合得到畸变系数,完成了对线阵相机的标定。通过实验数据说明了可以根据目标的实际像素值和理论值的差值大小、目标空间位置和其对应成像位置的连线与主光轴所在直线的夹角值的大小,快速找到主光轴在标定板上的位置,并在畸变较小的区域完成相机标定工作。两台相机分体式的布站方式,利用固定光源框架和激光器件对两台相机进行共面处理。相机共面处理后,根据前期结论完成对整个着靶坐标测试系统的标定。改变两台线阵相机主点之间的距离,对同一位置的标定物进行多次实验,将实际坐标值与理论计算值相比较,得到了着靶坐标测量精度的变化规律。并且在同一靶面下分析了靶面不同位置处目标空间位置的测量误差,最终找到靶面中误差最小的标定位置。最后,利用所提出的主光轴交汇区域标定方法对着靶坐标测试系统进行标定,测试结果验证了本文中提出的大靶面双线阵相机交汇式着靶坐标测试系统标定方法满足测试需求。
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