基于ccd的火炮调炮速度测量方法研究

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1、学号：S13040406硕士学位论文基于CCD的火炮调炮速度测量方法研究研究生姓名：叶琳琳学科、专业：电子科学与技术二○一六年三月分类号：TN391密级：可公开UDC：621.38编号：基于CCD的火炮调炮速度测量方法研究TheResearchofArtilleryAngularVelocityMeasurementMethodBasedonCCD学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：电子科学与技术（0809）研究方向：光电传感与光电探测技术申请学位级别：工学硕士指导教师：王晓曼教授研究生：叶琳琳

2、论文起止时间：2014.11—2015.12摘要火炮的调炮速度是评估炮控系统性能参数的一项重要标准，本文针对传统火炮调炮速度测量精度低、操作复杂等问题，对基于CCD成像的火炮调炮速度测量方法进行了研究，研究内容主要包括以下几个方面：1.分析了调炮速度测量系统运行速度和实验环境对系统测量误差的影响，在此基础上，提出了一种基于CCD的火炮调炮速度测量方法，给出了系统框图和调炮速度测量原理。2.针对CCD相机的成像结果，给出了一种基于模板匹配的十字靶标坐标识别方法，并在Matlab中对该算法进行了仿真验证；同时，采用了一种改进的高

3、斯拟合算法对图像中激光光斑中心位置进行计算，在软件中采用真实靶场图像对算法进行了验证，证明了算法的可行性。3.设计了基于FPGA图像采集硬件平台，图像接口采用CameraLink接口，通过Verilog编程语言完成了CCD相机驱动、BD/GPS时间信息获取、图像时间条码的叠加和CameraLink接口驱动程序的编写，同时，在上位机中采用VC++软件实现了图像预处理、时间信息的识别、靶标识别、激光光斑中心位置计算和最终的调炮速度计算。4.对本文所设计的火炮调炮速度测量系统进行了靶场实验，给出了实验结果，验证了该系统的可行性。关

4、键词：调炮速度，CCD，BD/GPS，模板匹配，光斑中心定位IABSTRACTArtilleryangularvelocityisanimportantcriteriontoassesstheperformanceparametesofartillerycontrolsystem.Todealtheexistingproblems,inwhichtraditionalartilleryisoflowaccuracyandcomplexoperation,ameasurementmethodbasedonCCDwerestud

5、ied.Thestudyconsistsofseveralaspectsbelow:1.Analyzedtherunningspeedofartilleryangularvelocitymeasurementsystemtheexperimentalenvironment’seffectonmeasurementerror,onthebasisoftheanalysisproposeanartilleryangularvelocitymeasurementmethodbasedonCCDimaging.Systemblock

6、diagramandtheprincipleofmeasurementaregiveninthepaper.2.AcrosstargetcoordinaterecognitionmethodbasedontemplatematchingisproposedtodealwiththeimageoftheCCDcamera,whichisalsoverifiedinMatlab.AndamodifiedGaussianfittingalgorithmisadoptedtocalculatethecenterpositionoft

7、helaserspotintheimage,whosefeasibilityisalsoverifiedinMatlab.3.DesignedaFPGA-basedhigh-speedimageacquisitionandprocessinghardwareplatform,whichadoptsCameraLinkinterface.TheCCDcameradriver,gettingBD/GPStimeinformation,imageadditionandCameraLinkinterfacedriverarewrit

8、tenwithVeriloglanguage;Theimagepreprocessingandinformationrecognizing,artilleryangularvelocitycalculatingareachievedinVC++;4.Alinerangeexperiment