52000字硕士毕业论文基于图像处理的电磁弹丸轨迹分析
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：52000字
论点：电枢,轨道,电磁
论文概述：
本文针对电磁炮的测控系统关键参数测量提出了基于图像处理技术的弹道研究应用。电磁轨道炮测控研究作为当今最为活跃又富有挑战性的研究领域，其研究的重点在膛内的关键参数测量上，对
论文正文：
第一章导言
1.1导言
随着信息时代的到来，计算机技术和网络技术的不断发展，以及信息自动化处理水平的不断提高。计算机技术已经渗透到生活和生产的许多领域。图像处理作为一种计算机应用技术，已经广泛应用于工业、医疗和国防领域。
让移动的物体越来越快一直是人类的长期目标。从最初使用纯物理力弹射物体到制造和使用机械弹射器；随着黑火药在中国的发明，人类开始在化学火炮或火箭中使用复合木炭燃烧或爆炸来完成各种需要高速发射的任务。纵观火炮发展史，人们也对如何将弹丸加速到更高的速度感兴趣。对于十支枪来说，射弹的初始速度决定了它的射程。在一定射程的前提下，初始速度的增加会缩短射弹的飞行时间，这意味着射弹命中率会增加，电磁炮可以在保证高速的前提下准确发射。
轨道炮(简称电磁炮)是电磁发射技术的典型应用，它主要是一种动能武器系统，利用电磁力将目标物体加速到超高速发射，从而摧毁目标。固体电枢电磁炮的原理图主要由内轨道和电枢组成。当轨道通过大电流时，产生强磁场，在通电轨道上，电枢在电磁力的作用下沿图中所示方向加速。理论上，固体电枢电磁炮的速度可以达到1。5-2。Skm/s，等离子电枢电磁炮可以达到6公里/s的更高速度，电磁炮原理简单，但在实践中影响因素很多。实验中最重要的检测量是速度和电压的变化。电磁炮实验初始阶段研究的主要参数是弹丸速度。轨道接触面材料的损坏和表面烧蚀是影响电枢速度的主要因素。接触面的退化损伤导致固-固接触转变为等离子体接触表面，低压固-固接触转变为高压等离子体接触。
电枢被封装在不透明的铜轨道中，当电枢在轨道中运行时，其状态无法直接测量。因此，有必要研究电枢的退出状态。退出瞬间的弧光和电枢的姿态都可以反映加速时电枢的状态。电枢在高电压和大电流下瞬间断电。产生的热量使金属在轨道表面熔化，轨道的铜表面覆盖有复合材料。轨道的烧蚀间接表示电磁发射期间轨道中电枢的状态。视觉系统的发展使得记录高速物体的瞬间成为可能。高速摄像机可以实时响应电枢出口的状态。通过记录电枢出口，可以通过图像处理提取电枢并分析其状态。启动内部轨道后，收集图像，并对图像进行分割。比较两种图像合成可以判断电磁炮的发射情况和发射性能。
在电磁发射试验中，需要将关键参数的测量和诊断技术作为研究工作的基本工具，如弹丸在膛内的运动速度、电磁轨道电流分布、轨道炮信号控制处理、电枢弧长和电枢与轨道之间烧蚀效应的研究以及轨道电极材料烧蚀。同时，也为
1.2项目背景和研究目的及意义
轨道炮的研究首次在国外起步，马歇尔电磁炮是第一个成型的轨道炮。目前，国内专家也对电磁炮进行了一些深入的研究。他们已经开始制造和研制大型实验装置，将大质量弹丸加速到高速，并对电磁炮的特性进行了分析和理论研究。电磁炮优越的性能决定了它成为未来战场主力的可能性。与传统火炮相比，电磁炮具有绝对优势，主要体现在
(1)射弹速度快，可以突破传统化学炮在理论和技术上的限制，达到3-1 Skm/s甚至更高。这可以确保在有限范围内射击快速目标的准确性。
(2)外壳体积小，重量轻。与传统的化学加农炮相比，电磁炮不需要燃料推进剂，因此减轻了加农炮本身的重量，并且在体积和重量上都具有优势。
第三章弹道图像采集.........30-45
3.1导言.........30
3.2高速图像采集系统.........30-36
3.2.1氙灯光源.........31-32
3.2.2氙灯参数.........32-33 [/BR/] 3.2.3 CCD高速摄像机.........33-35 [/BR/] 3.2.4摄像机触发电路.........35-36
3.3外弹道图像处理.........36-38[/比尔/] 3.3.1均值漂移分段.........36-37 [/BR/] 3.3.2目标识别和定位.........37-38
3.4实验参数和结果.........38-44
3.4.1实验概述.........38-39
3.4.2实验数据处理.........39-44
3.5本章摘要.........44-45
第4章眼眶消融术.........45-57
4.1导言.........45
4.2眼眶消融的原因.........45-46
4.3图像增强.........46-47
4.4轨道图像分割.........47-51[/ br/] 4.4.1细分结果.........47-49
4.4.2均值漂移算法.........49-51
4.5特征提取.........51 [/溴/] 4.6实验结果值.........51-55
4.6.1电枢表面纹理.........51-52
4.6.2径迹消融形态学.........52-54
4.6.3轨道消融度.........54-55
4.7本章摘要.........55-57
结论
本文提出了基于十进制图像处理技术的弹道研究应用于电磁炮测控系统关键参数的测量。轨道炮测控作为当今最活跃、最具挑战性的研究领域，其研究重点是膛内关键参数的测量。电磁炮外弹道的研究建立在理论建模和仿真的基础上。将高速摄影分析系统应用于弹道的研究成果很少。本文主要将图像处理技术应用于外弹道和弹道烧蚀的研究，并结合能量分析电磁炮的状态。研究过程中的主要成果和创新如下:
(1)以固体电枢轨道炮的发射为研究对象，针对电磁发射过程中外弹道电枢飞行状态的特点，设计了一种高速摄像机采集和存储电枢出口图像的方案，并将采集到的图像进行分割，进一步完成电枢出口飞行状态的测量。实验结果表明，不同能量状态下和不同轨迹上电枢出口状态不同，弧长也不同，图像记录清晰可靠，实现了电枢出口状态的测量和控制。
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