[发明专利]基于图像处理技术的舰炮系统精度检测装置及检测方法

说明书

本发明设计了一种基于图像处理技术的舰炮系统精度检测装置及检测方法，图像传感器设置在零飞仪上，图像传感器用于采集炮火轴线前方图像，在统一的时间脉冲信号下，炮火轴线前方图像及其数据信息和跟踪器的目标跟踪图像及其数据信息均传送到计算机，计算机从跟踪器的目标跟踪图像中，根据跟踪器波门选择的范围，提取出跟踪目标，将跟踪目标和炮火轴线前方图像进行模板匹配，根据匹配算法计算相似度并输出匹配结果，在炮火轴线前方图像中定位跟踪器所跟踪目标的位置，计算平均零飞误差。具有目标自动检测与识别，图像处理分析、零飞误差自校正等集成优化特点，能够利用近距离角点目标检测舰炮系统综合误差。

技术领域

本发明属于舰船精度检测技术领域，尤其涉及一种基于图像处理技术的舰炮系统精度检测装置及检测方法。

背景技术

某型公务执法船为完成其特殊使命任务，需要配备舰炮系统，包含舰炮、跟踪设备、火控设备、辅助设备等。舰炮对目标实时精确打击的一个很重要的条件是舰炮系统的零飞精度(也称跟踪瞄准精度)符合技术指标的要求，因此，如何快速、准确的检测舰炮系统的零飞精度尤为重要。零飞精度是评定舰炮系统战技性能的一项重要指标。所谓零飞精度是指当舰炮系统在零飞工作方式(即弹丸从炮口飞行至目标的时间为零，如果系统误差为零，则舰炮身管的轴线应该直接指向目标)下进行静态或动态跟踪瞄准时，火炮身管的轴线指向目标的精确程度。传统的零飞精度检测依靠零飞仪进行检测，零飞仪一般由电视测量装置、零飞仪显控台(或计算机)、通讯或电源转接箱等组成。使用零飞仪测量舰炮零飞精度的方法步骤为：安装与标定。将电视测量装置通过专用夹具固定在舰炮身管，连接电视测量装置与显控台之间电缆，通过标定方法调整电视测量装置光轴指向，使其与舰炮瞄准线保持一致；试验录取。在进行零飞试验时，根据目标和背景成像特性，通过在零飞仪显控台上调整亮度及对比度，使目标图像清晰，利用零飞仪实时录取零飞视频图像；将录取的零飞视频图像与跟踪器(跟踪雷达或光电跟踪仪等)跟踪目标的图像进行逐帧对比、处理，得出系统部稳定高低角和不稳定方位角的误差数据。

传统的检测方法虽然可以通过电子设备较为快速测得系统零飞精度，但仍存在一定不足：(1)传统零飞仪通过电视测量装置录取视频图像来进行分析处理，但在跟踪目标的选择和识别上仍需要通过人工方式选择，使得选取的点与实际跟踪点在方位和高低上会造成偏差；

(2)录取的视频图像不能和跟踪器的目标跟踪图像自动比对，而是通过人工读取数据，影响检测精度；

(3)检测结果仅存在零飞仪单机设备上，无法由舰炮系统记录，不利于舰炮系统的维护与发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于图像处理技术的舰炮系统精度检测装置及检测方法，具有目标自动检测与识别，图像处理分析、零飞误差自校正等集成优化特点，能够利用近距离角点目标检测舰炮系统综合误差。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种基于图像处理技术的舰炮系统精度检测装置，图像传感器设置在零飞仪上，图像传感器用于采集炮火轴线前方图像，跟踪器固定设置在船上，在统一的时间脉冲信号下，炮火轴线前方图像及其数据信息和跟踪器的目标跟踪图像及其数据信息均传送到计算机，计算机从跟踪器的目标跟踪图像中，根据跟踪器波门选择的范围，提取出跟踪目标，将跟踪目标和炮火轴线前方图像进行模板匹配，根据匹配算法计算相似度并输出匹配结果，在炮火轴线前方图像中定位跟踪器所跟踪目标的位置，计算跟踪目标相对于炮口瞄准线中心的方位偏差角度e_x和高低偏差角度e_y，通过阈值滤波剔除奇异点，计算平均零飞误差。

按上述技术方案，计算机对各图像进行预处理，将图像转换到RGB空间，分解RGB模型彩色图像为3个颜色分量，基于像素灰度值的点操作对分解后的3个彩色分量分别进行图像增强，再合成为新的彩色图像。