基于嵌入式机器视觉的弹孔坐标测量系统设计

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1、密级无分类号TH741工程硕士学位论文基于嵌入式机器视觉的弹孔坐标测量系统设计王立平指导教师王国珲副教授智小军高级工程师申请学位级别工程硕士工程领域仪器仪表工程2018年5月18日基于嵌入式机器视觉的弹孔坐标测量系统设计学科：仪器仪表工程研究生签字：学校导师签字：企业导师签字：摘要在靶场测试技术中，弹丸着靶点坐标作为评价武器命中率的主要参数，一直以来都是该领域研究的热点。机器视觉技术由于其具有结构简单，精度高等优点，在靶场测试领域具有广泛的应用前景。传统的基于PC的机器视觉系统具有体积笨重，测试成本高的缺点。为了提高测量系统的移动性与灵活性，降低设备的成本，本文针对靶场测

2、试中的弹丸着靶点测量，设计了一套基于嵌入式芯片的机器视觉测量系统。整个系统的设计分为硬件设计和软件开发两个部分。系统硬件部分采用了模块化设计，选用TI公司生产的C6000系列高性能数字信号处理芯片作为主处理器,用于图像传感设备的控制及数据处理，并给出了系统的整体设计方案。软件开发总共分为两部分，第一部分是嵌入式系统的开发，基于TI公司的嵌入式操作系统DSP/BIOS完成的；第二部分是系统算法的研究。利用图像分割技术实现了弹孔目标的识别与检测，采用了基于图像特征提取的方法实现了目标中心像素坐标的提取。选用单目视觉测量技术，建立了单目视觉测量模型，利用空间解析几何中三维空间线

3、面相交原理实现弹丸着靶点坐标的测量。经过实验验证，与传统的机器视觉系统相比，该系统在满足精度要求的同时，大大减小了测量系统的体积、成本，提高了测量系统的移动性与灵活性，其便于安装移动的特点使之更加适合工业现场的应用。关键词：机器视觉；弹丸着靶点；嵌入式；模块化；特征提取DesignofBulletCoordinateMeasuringSystemBasedonEmbeddedMachineVisionDiscipline:InstrumentationEngineeringStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractInthe

4、shootingrangetesttechnology,thetargetcoordinatesoftheprojectilesarethemainparameterstoevaluatethehitrateoftheweapon,whichhasalwaysbeenaresearchhotspotinthisfield.Becauseofitssimplestructureandhighprecision,machinevisiontechnologyhasawiderangeofapplicationsinthefieldofshootingrangetest.The

5、traditionalmachinevisionsystembasedonPChasthedisadvantagesofbulkyvolumeandhightestcost.Inordertoimprovethemobilityandflexibilityofmeasurementsystemandreducethecostofequipment,amachinevisionmeasurementsystembasedonembeddedchipisdesignedfortargetmeasurementofprojectileinshootingrangetest.Th

6、edesignofthewholesystemisdividedintotwoparts:hardwaredesignandsoftwaredevelopment.Thehardwarepartofthesystemadoptsmodulardesign.TheC6000serieshigh-performancedigitalsignalprocessingchipproducedbyTIisselectedasthemainprocessor,whichisusedforthecontrolanddataprocessingoftheimagesensingequip

7、ment,andtheoveralldesignschemeofthesystemisgiven.Thesoftwaredevelopmentisdividedintotwoparts.Thefirstpartisthedevelopmentofembeddedsystem,whichisbasedonTI'sembeddedoperationsystemDSP/BIOS.Thesecondpartistheresearchofsystemalgorithm.Theimagesegmentationisusedtoidenti