基于點控制的自動報靶系統(tǒng)研究

由式(6)和式(9)可知，靶心到其它各點的距離之和相比其它各點到其它點的距離之和要小。
2．2 彈孔到靶心距離R的確定
由式(1)可以看出，R的計算精度唯一而直接地影響著報靶精度，針對點控制，提出了采用距離加權(quán)平均法來計算R。已知靶面上有n個控制點，適當(dāng)選取其中距離彈孔眠最近的m個點作為控制點，分別記為M1、M2、…、Mm。物理靶面上這些點到靶心中心的距離分別為R1，R2，…，Rm；像面上M0到這些點的距離分別為r1、r2、…、rm，把1／ri(i=1，2，…，m)作為權(quán)重，采用加權(quán)平均的方法求取M0到中心基準(zhǔn)點o的距離R，則

以m為例，如圖4所示，假設(shè)M1、M2、M3和M4分別為最靠近彈孔M0的4個點，o為中心基準(zhǔn)點，o到M1、M2、M3和的距離為R1、R2、R3和R4，則

很好地反映實際情況。

3 精度檢測
為了便于檢測，這里采用激光光斑模擬彈孔。檢測設(shè)備布置，如圖5所示，準(zhǔn)直激光光束經(jīng)過加裝在高精度電子經(jīng)緯儀目鏡上的平面反射鏡反射后，在靶面上形成一光斑。調(diào)節(jié)電子經(jīng)緯儀，使得激光光束垂直于靶面，光斑和靶心基本重合，經(jīng)緯儀讀數(shù)為(α，β)，把這個點記為T1；調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀，激光光束轉(zhuǎn)過一定的角度，經(jīng)緯儀讀數(shù)為(α’，β’)，此時的光斑記作T2，這時激光光束轉(zhuǎn)過的角度為(2(α’一α)，2(β’一β))。假設(shè)經(jīng)緯儀到靶面的距離為l，則光斑在物理靶面上的位移△x可以通過下式計算得到

假設(shè)T1和T2圖像上的中心為T’1和T’2，靶心為T，將T’1和T’2進(jìn)行統(tǒng)一的坐標(biāo)平移，平移后T’1和T重合。此時，T1可以看作靶心位置，T’2可以看作彈孔的位置，由本系統(tǒng)計算出T’2到T’1的距離△x’，即彈孔到靶心的距離R。令△=△x’-△x，則△的值就是測試的誤差。

以上系統(tǒng)精度檢測時，靶面距離電子經(jīng)緯儀的距離l=3 880 mm，相機(jī)距幕靶板距離為1 550 mm。
從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，從ccD相機(jī)到軟件處理系統(tǒng)，整個彈孔的檢測誤差小于一個像素。

4 結(jié)束語
文中對傳統(tǒng)的基于圖像處理技術(shù)的自動報靶系統(tǒng)進(jìn)行了分析，針對其不足之處，提出了基于點控制的自動報靶系統(tǒng)，采用點控制代替線控制，降低了圖像識別的難度，大大減小了圖像預(yù)處理工作，達(dá)到了系統(tǒng)的實時性要求。針對點控制，提出了距離加權(quán)平均法來計算靶數(shù)，避免了繁雜的圖像幾何矯正工作。通過模擬實驗證明了該方法的可行性，并且具有較高的報靶精度。本系統(tǒng)亦可應(yīng)用于多管平行度測量的工程中，并可得到很好的結(jié)果。