推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)圖像處理方法對(duì)推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方 法，可對(duì)基于圖像的煙霧遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)置，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確 性。
【背景技術(shù)】
[0002] 固體推進(jìn)劑產(chǎn)生的煙霧場(chǎng)會(huì)衰減微波、激光及紅外等制導(dǎo)信號(hào)，影響導(dǎo)彈的跟蹤、 識(shí)別和命中精度，因而推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力是推進(jìn)劑特征信號(hào)的一個(gè)重要參數(shù)。
[0003] 傳統(tǒng)的煙霧光學(xué)透過(guò)率測(cè)試方法屬于點(diǎn)測(cè)試，光束穿過(guò)煙霧，光電傳感器將其接 收并將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行記錄，計(jì)算煙霧的光透過(guò)率。在系統(tǒng)中可通過(guò)光源進(jìn)行調(diào) 制以及衰減片標(biāo)定，降低雜散光對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的影響，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0004] 推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)，是利用圖像傳感器，記錄發(fā)動(dòng)機(jī)在工作沖程紅 產(chǎn)生煙霧場(chǎng)對(duì)光學(xué)背景影響的圖像序列，然后進(jìn)行圖像處理，獲得煙霧遮蔽效果的光遮蔽 率。在該系統(tǒng)中，由于測(cè)試環(huán)境通常在室外，光學(xué)背景和光傳感器都會(huì)受到環(huán)境光的印象， 傳統(tǒng)的調(diào)制光源方法，無(wú)法消除環(huán)境光對(duì)測(cè)試系統(tǒng)精度的影響；衰減片標(biāo)定的結(jié)果也會(huì)受 到環(huán)境光的影響。因此需要采用一種新的校準(zhǔn)方法，能降低環(huán)境光對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的影響，對(duì)系 統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提出一種推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系 統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，能夠推進(jìn)劑煙霧遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行較準(zhǔn)，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，并對(duì)測(cè)試 結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，降低環(huán)境光對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，該方法適用于推進(jìn) 劑煙霧（紅外、可見(jiàn)、0.808 ym激光）光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)。
[0006] 本發(fā)明提供的推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，測(cè)試系統(tǒng)中的光學(xué)背 景板需為黑白相間的條紋；檢定時(shí)需配備一組已知透過(guò)率的衰減片，衰減片最少不得小于 3片，且透過(guò)率間隔盡量均勻。
[0007] 校準(zhǔn)原理：光束通過(guò)煙霧時(shí)存在散射和吸收，透過(guò)率受許多因素的影響。在透過(guò)率 測(cè)試中以能量守恒定律為依據(jù)，以光入射前與透射后的能量為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算透過(guò)率。測(cè)試依 據(jù)的基本原理是朗伯-貝爾定律，測(cè)試光透過(guò)煙霧后的光強(qiáng)與透過(guò)前的光強(qiáng)，其比值即為 透過(guò)率又稱(chēng)透射系數(shù)或透射率。如下式所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟如下： (a)使用一組已知透過(guò)率分別為T(mén)(1)、T似…T(n)的衰減片依次對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的光 學(xué)鏡頭進(jìn)行遮擋，測(cè)試系統(tǒng)分別記錄鏡頭被鏡頭蓋全遮擋的圖像P。和被不同衰減片遮擋后 的光學(xué)背景圖像Pi、P2、…P"W及無(wú)遮擋時(shí)的光學(xué)背景圖像P。+1; 化）將圖像序列P。、Pi、P2、…P。、P。,進(jìn)行統(tǒng)一裁剪操作，去除光學(xué)背景W外的部分圖 像，并轉(zhuǎn)為灰度圖像，形成新的圖像序列F。、Fl、F2、…F。、F。+l;若無(wú)光學(xué)背景W外部分圖像， 可直接轉(zhuǎn)換為灰度圖像； (C)利用圖像F。,沖的黑白色塊對(duì)圖像F。+汾區(qū)，將圖像F。4劃分成分區(qū)陣列AU，保證 每個(gè)分區(qū)內(nèi)圖像基本為純色色塊； (d) 計(jì)算圖像序列Fc、Fi、F2、…F"、Fw在分區(qū)陣列A。區(qū)域內(nèi)的平均灰度M(k，i，_j); 其中參數(shù)k表示圖像Fk的序列號(hào)，參數(shù)i、j表示在圖像Fk的分區(qū)陣列Au中的位置； (e) 計(jì)算圖像序列F"、Fi、F2、…F"、F"+沖各區(qū)域的透過(guò)率T(kgUi)=六占;; 訊利用噪聲對(duì)黑白色塊的透過(guò)率影響的不同，利用分區(qū)陣列Ay中相鄰的異色區(qū)域?qū)?本區(qū)域的透過(guò)率作修正，得到T'化，i，j); (g)利用分區(qū)陣列Au區(qū)域的修正透過(guò)率T'化，i，j)和已知衰減透過(guò)率0,T(1)、T似…T(n)、100%分段擬合出分區(qū)陣列A。區(qū)域的校準(zhǔn)曲線(xiàn)Y(i，_j) =m-X(i，_j)+k; 似根據(jù)步驟（g)獲取的分區(qū)陣列A。區(qū)域的校準(zhǔn)曲線(xiàn)Y(i，如=m-X(i，^+k，判斷 系統(tǒng)響應(yīng)特性；若理想，可直接進(jìn)行步驟（j);若不理想，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，重復(fù)步驟 (a)~化）； a)利用步驟（g)獲取的分區(qū)陣列Ay區(qū)域的校準(zhǔn)曲線(xiàn)Y(i，^ =m，X(i，^+k對(duì)測(cè)試 系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果中對(duì)相應(yīng)區(qū)域透過(guò)率進(jìn)行校準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其特征在于步 驟（a)中所述一組已知透過(guò)率分別為T(mén)(1)、T似…T(n)的衰減片，n不小于3,且T(1)、 T(2)'''T(n)間隔均勻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其特征在于步 驟（d)中計(jì)算圖像序列Fn、Fi、F2、…F"、F。,在分區(qū)陣列A。區(qū)域內(nèi)的平均灰度M(k，i，_j) 時(shí)，圖像Fw中相應(yīng)區(qū)域Au存在異色的像素不參與計(jì)算。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種通過(guò)圖像處理方法對(duì)推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法。本方法通過(guò)對(duì)推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)獲取的被已知透過(guò)率的衰減片遮擋的光學(xué)背景圖像進(jìn)行圖形處理，根據(jù)光學(xué)背景中黑、白色區(qū)的灰度及其分布特征，通過(guò)數(shù)學(xué)模型處理，消除環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果中煙霧場(chǎng)的光透過(guò)率的影響。相對(duì)于推進(jìn)劑煙霧的點(diǎn)測(cè)量方式，推進(jìn)劑煙霧光遮蔽能力測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試對(duì)象面積較大，且處于相對(duì)開(kāi)放的測(cè)試環(huán)境中，常規(guī)的抗干擾降低噪聲的手段效果無(wú)法使用，采用該方法將有效的提高測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度。
【IPC分類(lèi)】G01N21-61
【公開(kāi)號(hào)】CN104849241
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510245808
【發(fā)明人】趙鳳起, 孫美, 劉科祥, 王長(zhǎng)健, 臧明相, 許毅, 儀建華, 蔡德芳, 羅陽(yáng), 吳俊 , 蘇蕊, 張鵬, 于文杰, 魏志剛
【申請(qǐng)人】西安近代化學(xué)研究所, 西安電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日