现代战争的实践表明高新技术兵器在现代战争中起着主导作用，决定战争的胜负，发展高新技术兵器满足高新技术条件下战争的要求已经成为当务之急。图像测量技术是近年来在测量领域发展起来的新型测量技术，是一种以图像为信息载体并从中提取有用信号的测量方法，具有高速度动态范围大，信息量丰富和自动比等诸多优点，目前已广泛应用于各种工业测量当中。而由于电荷耦合器件(CCD)具有自扫描，高分辨率，高灵敏度，结构紧凑及象素位置准确等特性，从90年代初，CCD尺寸测量技术作为一种非常有效的非接触检测方法，被广泛地应用在测量领域。该课题主要任务是利用对常规炮弹的破片进行深入的分析，通过理论推导、计算分析和试验验证相结合的方法，建立满足实际测量精度要求的确定不规则形状物体平均迎风面积的模型，利用光电耦合器件(CCD)设计出一种新型的破片迎风面积测量系统，建立针对实际不规则破片的具体测量方案。经过对要求达到的精度，实现的功能等实际情况的分析，设计结构方案为：采用多点拍摄与多角度采集数据相结合的办法，在空间有规律排列4台CCD摄像机，底座的旋转采用直流电机驱动，实现对破片的三维空间采样，使用图像采集卡将数据采集到微型计算机中，以便于数据处理的自动化，同时采用图像处理方法以保证图像精度。分析了测量系统的各项误差和不确定度的产生原因和解决的方法。通过实测样块的实验数据，证明此测量系统达到了预期的设计要求。