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枪弹弹头无接触自动检测系统设计

归档日期:07-04       文本归类:弹头检测      文章编辑:爱尚语录

  枪弹弹头无接触自动检测系统设计_电子/电路_工程科技_专业资料。针对枪弹弹头人工检测效率低精度差的问题,采用机器视觉技术实现了枪弹弹头的无接触自动检测,详述了自动检测系统的机械传输驱动设备、照射及图像摄像装置、尺寸测量和重量检测算法的设计,并进行了实验验证。证明该系统相比人工检测,耗费时间大幅减少,检测效率和检测精度有较大提高。

  第3 3卷 第 5期 四 川 兵 工 学 报 2 0 1 2年 5月 【 武器装备理论与技术 】 枪 弹 弹 头 无接 触 自动 检 测 系统 设 计 张亚 军, 齐杏林 ( 军械工程学 院 弹药 工程 系 , 石家庄 0 5 0 0 0 3 ) 摘要 : 针对枪 弹弹头人工检测效率低精度差 的问题 , 采用 机器视 觉技术 实现了枪 弹弹头 的无 接触 自动 检测 , 详述 了 自动检测系统 的机械传输驱动设备 、 照射及 图像摄像 装置 、 尺 寸测量 和重量 检测算 法 的设 计 , 并 进行 了实验 验证 。 证 明该系统相 比人工检测 , 耗 费时间大幅减少 , 检测效率和检测 精度有较 大提 高。 关键词 : 弹头 ; 自动检测 ; 尺寸测量 ; 重量检测 中图分类号 : T P 3 9 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 6— 0 7 0 7 ( 2 0 1 2 ) 0 5一 O O O 6— 0 5 1 . 1 机器 视 觉 的发 展 枪 弹作 为轻武 器常 规弹药 之一 , 结构 看似 简单 , 但 是属 于批量性 流水线加 工 , 为保证 枪弹 的质量 , 提 高零部 件加工 过程 的一致性 和装配过程 的一致性 显得尤 为重要 。所以 , 枪 弹生产过程中必须对 弹头 、 弹壳 、 弹头 等零部 件进 行严格 的 机器视觉是在 2 0世纪 5 0年代从 统计 模式识别 开始 的 , 当时 的工作 主要集 中在二维图像 分析和识别 上 , 如光 学字符 识别 , 工件表面 、 显 微 图片和航 空 图片 的分析 和解 释等 。2 0 世纪6 0年代 , R o b e r t s 通过计算 机程序从数 字 图像 中提 取 出 检测。总体上来讲 , 检测主要包括 2个方 面 : 一是制 造精度 , 如尺寸 、 重量 等 ; 二是 表 面缺陷 , 如表 面压痕 、 擦伤、 锈斑、 裂 缝等 。目前 , 我 国枪弹检测手段 、 方法和设备还 相当落后 , 几 十年来产 品在更新换代 , 但检测 方式却 长期 处于“ 量具 +人 工” 的传统 阶段 , 停 留在 长检 台上及 肉眼检验 质量 。这种 方 式不但劳动强度高 、 费工 时 , 而且 由于人工 检测 的主观性 造 诸如立方体 、 楔形体 、 棱柱体等多面体 的三维结构 , 并对物体 形 状及 物体 的空 间关系进行 描述 。R o b e r t s的研 究工作 开始 了 以理 解 三 维 场 景 为 目 的 的 三 维 机 器 视 觉 的 研 究 。R o b e r t s 对积木世界 的创 造性 研 究给 人们 以极 大 的启 发 , 许 多人相 信, 一旦 由白色积木 玩具组成 的三维 世界 可 以被 理解 , 则 可 以推广到理解更复杂的三维场景 。于是 , 人 们对积木世 界进 行 了深 入研 究 , 研究 的范 围从边 缘 、 角点 等特 征提 取 , 到 线 成检测精度低 、 可靠性差 , 给枪弹 的质量带 来 了潜在 的隐患。 因此 , 使 用 自动检 测技 术提高枪 弹检 测精度和效率是 一项急 待解决 的问题 。 条、 平 面、 曲面等几何 要素分析 , 一直 到图像 明暗 、 纹理 、 运动 以及成像几何等 , 并建立 了各种数据结 构和推理规 则。到 了 2 0世纪 7 0年 代 , 已经 出现 了一 些 视 觉 应 用 系 统 [ G u z m a n 1 9 6 9 , Ma c k w o r t h 1 9 7 3 , ] 。2 0世纪 7 0年 代 中期 , 麻 省理 工学 院( MI T ) 人工智能 ( A I ) 实 验室 正式 开设 “ 机器视 觉 ” (Ma — 当然 , 国内对枪弹 的检测也 有相关 研究 , 如 张旭等 采 用l 2工位 高速检测 转 自 模 型设计测试 系统 , 并使 用位移传 感器测量 相对 位移 差的方法来测量枪 弹的尺寸 ; 吴海 江等 用计算机 图像处 理技 术检测 弹痕 。但他 们 的研究对 枪弹 的 检测不全面 , 而且 自动化程度不高 。近 年发展起来 的机 器视 觉用机器代替人眼进行 目标对象的识 别 、 判 断和测量 。通 过对图像信息的获取 、 处 理实 现对 目标 对象 的测量 和识别 。 相对于传统测 量检 验 方法 , 机 器视 觉技 术 的最 大优 点是 快 c h i n e V i s i o n ) 课程 , 由国际著名学者 B . K . P . Ho r n教 授讲授 。 同时 , MI TA I 实验室吸引了国际上许 多知 名学者参 与机 器视 觉的理论 、 算法 、 系统 设计 的研 究 , D a v i d Ma r r 教授就 是其 中 的一位 。他于 1 9 7 3年应邀 在 MI T A I 实验 室领 导一 个 以博 士生为主体的研究 小组 , 1 9 7 7年提 出 了不 同于 “ 积木世 界 ” 分析方法 的计 算视 觉 理论 ( c o m p u t a t i o n a l v i s i o n ) , 该理 论 在 速、 准确、 可靠与智 能化 , 对提高 产品检验 的一致性 、 降低 工 人劳动强度 以及 实现检 测 自动化。本文 应用机 器视 觉技术 设计 了枪 弹弹头 自动检测 系统 , 在不 接触 弹头 的情 况下 , 实 现了对枪 弹弹头尺寸的 自动测量 和重量 的 自动检测 。 2 O世纪 8 0年代成为机器视觉研究领域中的一个十分重要的 理论框架 。可 以说 , 对 机器 视觉 的全球 性研 究热 潮是 从 2 0 世纪8 0年代 开

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