基于主動(dòng)式全景視覺傳感器的火炮身管損傷檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、火炮在陸地戰(zhàn)中占據(jù)著主導(dǎo)地位，因此世界各國(guó)都十分注重火炮的基礎(chǔ)研究?；鹋诎l(fā)射過程中，炮彈、火藥燃?xì)獾葧?huì)對(duì)身管產(chǎn)生物理或化學(xué)損傷，身管內(nèi)膛會(huì)出現(xiàn)種種損傷，包括裂縫、腐蝕等，嚴(yán)重影響火炮發(fā)射的精度、身管壽命以及射擊的安全性等，因此如何對(duì)火炮身管損傷進(jìn)行快速檢測(cè)成為亟待解決的問題。
　　現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備存在著圖像形變大、無縫拼接難、難以同時(shí)獲取身管內(nèi)膛形貌數(shù)據(jù)等問題，針對(duì)上述問題，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了火炮身管損傷檢測(cè)系統(tǒng)，采用基于主動(dòng)式全景視

2、覺傳感器的火炮身管損傷檢測(cè)設(shè)備，采集身管內(nèi)膛中的全景圖像用于檢測(cè)身管內(nèi)膛的“貌”，采集激光掃描全景圖像用于檢測(cè)身管內(nèi)膛的“形”，并將信息融合實(shí)現(xiàn)對(duì)損傷的定性定量分析，實(shí)現(xiàn)火炮身管的“采集-識(shí)別-判定-重構(gòu)”全過程的自動(dòng)檢測(cè)。本文研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.火炮身管損傷檢測(cè)設(shè)備的研究。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了火炮身管損傷檢測(cè)設(shè)備，硬件部分主要包括主動(dòng)式全景視覺傳感器（ASODVS）、無線通信單元、對(duì)心爬行機(jī)構(gòu)和LED照明光源等。檢測(cè)流程如下：工作

3、人員平穩(wěn)推動(dòng)伸縮桿并帶動(dòng)對(duì)心爬行機(jī)構(gòu)向前爬行，固接在對(duì)心爬行機(jī)構(gòu)上的 ASODVS實(shí)時(shí)獲取身管內(nèi)壁的全景圖像，無線傳輸單元將圖像傳輸至電腦端，通過配套軟件對(duì)損傷進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別。
　　2.基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的身管損傷識(shí)別方法的研究?；鹋谏砉軆?nèi)陰陽(yáng)膛線密布，環(huán)境較為復(fù)雜，火炮損傷具有較大的類內(nèi)差異、較小的類間差異，因此本文主要通過下述流程提取火炮身管損傷區(qū)域并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別：首先對(duì)全景圖像預(yù)處理，消除影響損傷區(qū)域提取的干擾因素，預(yù)

4、處理主要包括：展開全景圖像、分割陰陽(yáng)膛線區(qū)域、調(diào)整光照強(qiáng)度、消除膛線干擾等；然后，通過連通域法提取經(jīng)最優(yōu)閾值法處理的二值圖像中的損傷區(qū)域；最后，根據(jù)已有的損傷數(shù)據(jù)，訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，采用訓(xùn)練后的模型實(shí)現(xiàn)損傷的分類識(shí)別。
　　3.基于主動(dòng)式全景視覺傳感器的火炮身管損傷“形”的檢測(cè)方法的研究。火炮身管內(nèi)膛損傷類別繁多，某些損傷僅通過“貌”無法識(shí)別，需要融合“形”的信息，因此本文采取下述方法對(duì)身管內(nèi)損傷進(jìn)行定量分析，主要包括深度、面