[发明专利]一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统

说明书

本发明公开了一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统，包括：将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体；采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机，使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的空腔形成变化过程；在平面上绘制出由六个点的位置图，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，相邻两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；利用积分重构对空腔进行三维结构再建，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，实现空腔三维结构再建。本发明准确计算了空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，实现了事后对瞬态空腔的关键特征量进行分析。

技术领域

本发明属于积分重构技术领域，尤其涉及一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统。

背景技术

在研究创伤弹道问题时，往往利用明胶代替机体组织进行实验，子弹等投射物在明胶中会产生空腔效应，但因明胶属于粘弹性材料，瞬态空腔会经过数次脉动膨胀、收缩后消失，无法事后进行研究分析。目前国内外实验一般采用立方体明胶，利用一维高速摄影技术捕捉空腔形成变化的全过程，但这种测试方法获取的数据无法准确结算空腔容积、最大空腔直径等关键特征量，不能采用三维高速摄影对空腔形成变化过程进行捕捉，无法对测试数据采用积分重构技术进行三维再建，不利于事后对瞬态空腔的关键特征量进行研究分析。

传统的明胶空腔的积分重构技术存在无法准确计算空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，不能事后对瞬态空腔的关键特征量进行分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种明胶瞬态空腔的积分重构方法及系统，旨在解决统的明胶空腔的积分重构技术存在无法准确计算空腔容积和最大空腔直径等关键特征量，不能事后对瞬态空腔的关键特征量进行分析的问题。

本发明是这样实现的，一种明胶瞬态空腔的积分重构方法，所述明胶瞬态空腔的积分重构方法包括以下步骤：

步骤一，将正六棱柱明胶靶标设置成由两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体；

步骤二，采用龙门状三维摄影支架，调整摄影机的固定位置和摄影角度，使得摄影轴线与明胶靶标侧面法线重合；

步骤三，提供三个维度的摄影方向，配合龙门摄影支架，获取三个维度的空腔形成变化过程；

步骤四，在平面上绘制出由六个点的位置图，任何三个点均不在同一条直线上，按顺时针方向任意相邻的三个点均确定圆，六个点共确定六个圆，相邻两点间的弧线围城的图形就被确定为空腔截面图形；

步骤五，利用积分重构对空腔进行三维结构再建，沿弹道方向利用做圆法对空腔进行判读，获得空腔截面，对于截面按照判读的间隔和顺序排列好，利用同样方法实现空腔三维结构再建。

进一步，所述间隔取20-30mm，空腔的体积V由下式进行计算：

其中：S_i第i个空腔截面面积，通过软件像素灰度判读获取。

本发明的另一目的在于提供一种所述的明胶瞬态空腔的积分重构方法的积分重构系统，所述积分重构系统包括：龙门底座、龙门立柱、龙门横梁、摄影机固定架、槽孔、第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机、明胶靶标、明胶支架；

所述龙门底座设置在龙门立柱的下侧，所述龙门立柱设置在龙门底座和龙门横梁之间，所述龙门横梁设置在龙门立柱的上侧，所述摄影机固定架设置在龙门横梁的下侧，所述槽孔设置在摄影机固定架的内部中端，所述第一摄像机设置在槽孔的外部，所述第二摄像机设置在第一摄像机和第三摄像机之间，所述第三摄像机设置在第二摄像机一侧，所述明胶靶标设置在第二摄像机的下侧，所述明胶支架设置在明胶靶标的下侧。

进一步，所述明胶靶标采用正六棱柱明胶靶标，设置两个正六边形端面和六个长方形侧面围成的明胶实体。