[发明专利]战斗部破片靶试数据采集分析及破片威力场重构再现方法

说明书

技术领域

本发明属于常规武器战斗部威力分析及毁伤评估技术领域，具体涉及一种战斗部破片靶试数据采集分析及破片威力场重构再现方法

背景技术

战斗部是各类弹药和导弹毁伤目标的最终毁伤单元，主要由壳体、战斗装药、引爆装置和保险装置组成。破片战斗部是各种防空、反导、对地攻击等导弹武器中应用最广泛的常规战斗部类型。破片战斗部设计中，大量采用靶试及静爆试验的方法对破片飞散特性进行研究和考核。试验后对靶板上破片孔数据的统计分析是一项重要且繁琐的工作，目前普遍采用人工识别统计的方式对靶板上破片穿孔后的数量及分布区域进行粗略统计，归纳得出飞散角、飞散方向角、速度几个有限参量，来粗略反映破片威力场特征。

基于人工经验的定性、不完全统计，存在较多缺陷，如：难以全面、准确地对破片分布密度、散布特性进行更科学、精细地分析，也无法满足目前对武器设计性能的评估需求；人工方式也很难对每一个破片穿孔位置进行精确记录、统计，因此传统人工方式无法对静爆破片场进行还原及破片场三维重构，也无法满足实战评估需求下的试验数据的引入评估应用；且人工统计方式效率极低，费时、费力，造成试验、设计人员精力和时间的大量耗费。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于计算机软件的战斗部破片靶试数据采集分析及破片威力场重构再现方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种战斗部破片靶试数据采集分析及破片威力场重构再现方法，包括以下步骤：

(1)战斗部破片靶试后的靶孔采集，包括以下步骤：

①获取战斗部破片靶试后的彩色靶板图像；

②对彩色靶板图像进行灰度处理，获得灰度靶板图像；

③对灰度靶板图像进行边缘检测：采用Canny边缘检测方法，搜寻灰度靶板图像中靶孔的边缘像素，并利用双阈值算法检测边缘，形成并获取二值边缘图像；

③利用靶孔的类圆形特征，识别边缘二值图像中的圆形或类圆形边缘，排除部分假性靶孔后，获得靶板上的靶孔，并对靶孔进行采集，从而获得靶孔在二值边缘图像中的相对位置，对照步骤③即可获得靶孔在灰度靶板图像中的相对位置，完成靶孔采集；

(2)破片威力场重构再现，包括以下步骤：

A、将灰度靶板图像中的靶孔影射到真实靶板上，获得靶孔在真实靶板上的相对位置；

B、利用试验布局参数，将真实靶板上的靶孔转换到试验布局空间，完成破片威力场重构。

作为优选，所述步骤④的方法为：对于二值边缘图像中的某一靶孔的边缘，设组成边缘的点在高度方向上位于第m行和第n行之间且n>m，则对于上、下象限点除外的第m行和第n行之间的任意一行，若存在两个边缘点(l，i)、(l，j)，且gray(l，i)＝gary(l，j)＝0，式中的gray表示灰度值，则认为该靶孔是圆形靶孔，对m行和n行之间的所有行进行扫描，并计算两个边缘点(l，i)和(l，j)之间的距离，取其最大值定义为Dx，并记录此时两点之间的中点列坐标值Xc；同时定义Dy＝n-m，则靶孔的中心坐标为(Xc，Yc)，其中Yc＝m+0.5×Dy；对所有靶孔边缘进行扫描，保留同时符合以下条件的靶孔，其它靶孔删除：Max(Dx，Dy)/Min(Dx，Dy)小于第一设定阈值；第m行和第n行间只有一个边缘点的数量占边缘总行数的比例大于第二设定阈值；根据破片的实际直径设定最小直径Dmin和最大直径Dmax，靶孔的实际直径D不小于最小直径Dmin且不大于最大直径Dmax。

所述第一设定阈值优选为2，所述第二设定阈值优选为四分之一至三分之一；所述最小直径Dmin和所述最大直径Dmax则需要根据破片的实际直径而定，比如，破片直径为8cm，则最小直径Dmin可设为6cm，最大直径Dmax可设为8cm。

所述步骤A的方法为：首先，真实靶板须满足以下三个条件：第一，真实靶板为长方形或正方形，第二，真实靶板被完整包含在所识别图像中，第三，图像中真实靶板的上、下边必须平行；然后，在图像中标识出真实靶板的四个角对应的点Pt0、Pt1、Pb0、Pb1，并计算获得其在图像中的坐标(Xt0，Yt0)、(Xt1，Yt1)、(Xb0，Yb0)、(Xb1，Yb1)，则对于图像中由上述四点构成的四边形中的任意点p(x，y)，其在由上述四点确定的真实靶板上的相对位置P(X，Y)的转换如下式(1)至式(4)所示：