[發明專利]基于圖像處理技術的艦炮系統精度檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201811069516.6
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN110895120B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李宙恒;黃金鋒;王興眾;龍加軍;趙復政
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: F41G1/54
• 分類號: F41G1/54
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;孫方旭

本發明設計了一種基于圖像處理技術的艦炮系統精度檢測裝置及檢測方法，圖像傳感器設置在零飛儀上，圖像傳感器用于采集炮火軸線前方圖像，在統一的時間脈沖信號下，炮火軸線前方圖像及其數據信息和跟蹤器的目標跟蹤圖像及其數據信息均傳送到計算機，計算機從跟蹤器的目標跟蹤圖像中，根據跟蹤器波門選擇的范圍，提取出跟蹤目標，將跟蹤目標和炮火軸線前方圖像進行模板匹配，根據匹配算法計算相似度并輸出匹配結果，在炮火軸線前方圖像中定位跟蹤器所跟蹤目標的位置，計算平均零飛誤差。具有目標自動檢測與識別，圖像處理分析、零飛誤差自校正等集成優化特點，能夠利用近距離角點目標檢測艦炮系統綜合誤差。

技術領域

本發明屬于艦船精度檢測技術領域，尤其涉及一種基于圖像處理技術的艦炮系統精度檢測裝置及檢測方法。

背景技術

某型公務執法船為完成其特殊使命任務，需要配備艦炮系統，包含艦炮、跟蹤設備、火控設備、輔助設備等。艦炮對目標實時精確打擊的一個很重要的條件是艦炮系統的零飛精度(也稱跟蹤瞄準精度)符合技術指標的要求，因此，如何快速、準確的檢測艦炮系統的零飛精度尤為重要。零飛精度是評定艦炮系統戰技性能的一項重要指標。所謂零飛精度是指當艦炮系統在零飛工作方式(即彈丸從炮口飛行至目標的時間為零，如果系統誤差為零，則艦炮身管的軸線應該直接指向目標)下進行靜態或動態跟蹤瞄準時，火炮身管的軸線指向目標的精確程度。傳統的零飛精度檢測依靠零飛儀進行檢測，零飛儀一般由電視測量裝置、零飛儀顯控臺(或計算機)、通訊或電源轉接箱等組成。使用零飛儀測量艦炮零飛精度的方法步驟為：安裝與標定。將電視測量裝置通過專用夾具固定在艦炮身管，連接電視測量裝置與顯控臺之間電纜，通過標定方法調整電視測量裝置光軸指向，使其與艦炮瞄準線保持一致；試驗錄取。在進行零飛試驗時，根據目標和背景成像特性，通過在零飛儀顯控臺上調整亮度及對比度，使目標圖像清晰，利用零飛儀實時錄取零飛視頻圖像；將錄取的零飛視頻圖像與跟蹤器(跟蹤雷達或光電跟蹤儀等)跟蹤目標的圖像進行逐幀對比、處理，得出系統部穩定高低角和不穩定方位角的誤差數據。

傳統的檢測方法雖然可以通過電子設備較為快速測得系統零飛精度，但仍存在一定不足：(1)傳統零飛儀通過電視測量裝置錄取視頻圖像來進行分析處理，但在跟蹤目標的選擇和識別上仍需要通過人工方式選擇，使得選取的點與實際跟蹤點在方位和高低上會造成偏差；

(2)錄取的視頻圖像不能和跟蹤器的目標跟蹤圖像自動比對，而是通過人工讀取數據，影響檢測精度；

(3)檢測結果僅存在零飛儀單機設備上，無法由艦炮系統記錄，不利于艦炮系統的維護與發展。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于圖像處理技術的艦炮系統精度檢測裝置及檢測方法，具有目標自動檢測與識別，圖像處理分析、零飛誤差自校正等集成優化特點，能夠利用近距離角點目標檢測艦炮系統綜合誤差。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：首先提供一種基于圖像處理技術的艦炮系統精度檢測裝置，圖像傳感器設置在零飛儀上，圖像傳感器用于采集炮火軸線前方圖像，跟蹤器固定設置在船上，在統一的時間脈沖信號下，炮火軸線前方圖像及其數據信息和跟蹤器的目標跟蹤圖像及其數據信息均傳送到計算機，計算機從跟蹤器的目標跟蹤圖像中，根據跟蹤器波門選擇的范圍，提取出跟蹤目標，將跟蹤目標和炮火軸線前方圖像進行模板匹配，根據匹配算法計算相似度并輸出匹配結果，在炮火軸線前方圖像中定位跟蹤器所跟蹤目標的位置，計算跟蹤目標相對于炮口瞄準線中心的方位偏差角度e_x和高低偏差角度e_y，通過閾值濾波剔除奇異點，計算平均零飛誤差。

按上述技術方案，計算機對各圖像進行預處理，將圖像轉換到RGB空間，分解RGB模型彩色圖像為3個顏色分量，基于像素灰度值的點操作對分解后的3個彩色分量分別進行圖像增強，再合成為新的彩色圖像。