导弹装填是导弹武器系统的主要准备工作之一,导弹装填系统的性能会直接影响导弹的装填效率,其中完成装填任务的重要环节是实现装填弹筒与其轨道架的精准对接。目前国内导弹装填弹筒的自动对接任务主要采用人工调整的方式完成,对工人的操作要求比较高,并且对接时间长。为了提高对接效率,有效缩短导弹自动装填的周期,研制出一套导弹弹筒自动对接系统,对我国国防事业有重大意义。本文从弹筒自动对接关键的位姿测量技术入手,基于计算机视觉技术,开展导弹弹筒自动对接视觉位姿测量方法的设计与试验验证。主要包括以下研究内容:开展弹筒自动对接系统总体方案设计。提出了基于分布式单目视觉位姿测量的自动对接系统总体方案,明确整个机电系统的总体组成,完成机械传动系统的分析与计算,从而阐明机电系统的总体设计思路。根据已有的机械系统,基于D-H法建立笛卡尔坐标系,利用位姿变换理论进行机械系统各关节运动学分析,获得运动学逆解,为对接机构的运动控制奠定基础。开展视觉测量相机的标定。基于小孔成像、内外参数模型和刚体变换理论建立了相机的透视变换模型,基于张正友平面标定法完成相机标定工作,获取相机的畸变参数和内参数矩阵。开展分布式单目视觉检测系统设计。提出了分布式单目视觉检测方案,设计有效的靶标形状,研究通过测量靶标获取弹筒位姿信息的测量算法,并用试验验证了识别算法的有效性。开展弹筒自动对接试验验证。设计以FPGA为主控制单元的电控系统硬件,编写位姿检测程序和驱动电机控制程序。搭建导弹弹筒自动对接试验平台,完成机电系统的联调联试。开展对接系统方案试验验证,测试对接机构的运行精度。