目标空间三维坐标的检测在航天、无人机、军事等领域有着非常重要的地位,而炸点的空间位置的测量在军事装备的生产过程中起着至关重要的作用。对于当前已有炸点空间位置坐标探测系统来说,都存在着或结构复杂,或误差较大,或成本非常昂贵等问题。因为弹丸爆炸具有突然性,且火光保持时间非常短,因此对探测系统的响应灵敏度提出了较高的要求,即要求在弹丸爆炸的瞬时,相机能够完成对爆炸产生的火光进行捕捉;因为弹丸炸点的三维位置坐标与光斑中心在图像中的位置有关,又由于炮弹的飞行速度快,达到几百米每秒,所以在弹丸开始起爆至完全爆炸会继续向前运动,因此对COMS相机提出了较高的要求,这就使得整个系统的制造成本进一步提高。所以本文设计了一种新型的基于普通双目COMS工业相机的炸点三维坐标探测系统,具有响应速度快、精度高的优点。主要通过光敏二极管探测爆炸时产生的光信号,经过信号处理,通过信号的幅值控制两台普通工业相机同时曝光进行抓拍,然后对采集的图像进行图像处理,得到爆炸光斑中心的位置坐标,再结合两个相机之间的相对位置关系,最终解算出炸点的空间三维位置坐标。本文的研究内容和工作主要包括以下几个方面:1.提出了一种基于普通双目CMOS工业相机同步拍摄的炸点空间三维位置的测量方案,实现了高速弹丸瞬时爆炸点的空间位置测量。研究了平行光轴空间位置测量的理论模型,并且对该理论模型进行了相关参数的计算。2.完成了炸点火光信号模拟与位置标定装置和高光背景下瞬态闪光信号的探测单元设计与研制。包括光敏二极管探测单元以及LED标定靶单元的设计、相机的选型、LED的选型,保证了相机能够快速响应的同时能够获得弹丸火光;同时为了保证测量精度,设计了精密辅助瞄准单元与三维精密转台单元。3.搭建了基于双目CMOS相机的炸点空间坐标探测的实验装置,进行了标定实验和位置测量实验,验证系统的准确性。对系统进行了噪声检测实验以及系统的动态性测量实验。完成了在室外条件下,利用LED闪光装置模拟靶场的炸点进行测量实验,分别在距离探测系统24m、32m、48m的位置进行了炸点三维位置测量。实验结果表明:在24m、32m、48m处,X方向的最大误差为74mm,Y方向的最大误差为36mm,Z方向的最大误差为80mm,满足系统的精度要求。