基于高速摄影视觉测量的静爆破片运动参数测试方法

杜博军; 刘泽庆; 王亚林; 许勇; 李乾舞

doi:10.11883/bzycj-2018-0175

基于高速摄影视觉测量的静爆破片运动参数测试方法

doi: 10.11883/bzycj-2018-0175

杜博军^{1, 2,},
刘泽庆²,
王亚林²,
许勇²,
李乾舞³

1.
国防科技大学空天科学学院，湖南长沙 410073
2.
中国人民解放军63850部队，吉林白城 137001
3.
陆军工程大学石家庄校区，河北石家庄 050003

详细信息

作者简介:
杜博军（1977－　），男，博士研究生，高级工程师，13500836079@163.com

中图分类号: O389
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出版历程
- 收稿日期: 2018-05-24
- 修回日期: 2018-12-03
- 刊出日期: 2019-09-01

A test method of motion parameters of static explosion based on high-speed photography

1.
College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, Hunan, China
2.
Unit 63850 of PLA, Baicheng 137001, Jilin, China
3.
Shijiazhuang Campus, Army Engineering University, Shijiazhuang 050003, Hebei, China

摘要

摘要: 为提高静爆试验中破片初速和速度衰减系数解算的可信度，提出了基于高速摄影视觉测量的静爆破片运动参数测试方法，该方法主要包括高速摄像机数据采集、视觉测量解算破片轨迹、基于运动模型拟合求解三个步骤。试验证明，该方法能够准确获取各破片的初速和速度衰减系数，可信度高，是一种有效的静爆试验破片运动参数测试方法。
- 高速摄影 /
- 视觉测量 /
- 静爆试验 /
- 破片 /
- 初速 /
- 速度衰减系数
Abstract: In order to increase the reliability to obtain fragments’ velocities and velocity attenuation coefficients in static explosion experiments, a vision-measurement method based on high-speed photography is proposed in this paper. We use high speed cameras to acquire images and visually solve the fragment trajectory. A kinematic model is then applied to fit fragments’ initial velocities and velocity attenuation coefficients. Experimental results show that the test method is valid which can considerably increase the accuracy of the data.
- high-speed photography /
- vision measurement /
- static explosion test /
- fragment /
- initial velocity /
- velocity attenuation coefficient

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图 1 双目视觉测量模型

Figure 1. Stereo vision measurement model

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图 2 测试方案布站示意图

Figure 2. Field test layout schematic

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图 3 某破片轨迹拟合结果

Figure 3. Fitting result of fragment trajectory

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表 1 破片轨迹数据数

Table 1. Fragment trajectory data

序号	相对时间/s	X_p/m	Y_p/m	Z_p/m
1	0.000 0	−1.543	−1.739	11.091
2	0.000 2	−1.548	−1.766	11.270
3	0.000 4	−1.582	−1.790	11.445
4	0.000 6	−1.617	−1.815	11.620
5	0.000 8	−1.625	−1.843	11.799
6	0.001 0	−1.662	−1.873	11.964
7	0.001 2	−1.700	−1.897	12.138
8	0.001 4	−1.724	−1.922	12.310
$\vdots$	$\vdots$	$\vdots$	$\vdots$	$\vdots$
70	0.013 8	−3.280	−3.333	22.059

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表 2 破片初速测量结果对比

Table 2. Measuring results of fragments initial velocity

序号	破片初速/(m∙s⁻¹)			相对误差/%
序号	雷达结果	本文结果	测量差	相对误差/%
1	1 247.134	1 248.026	0.892	0.072
2	1 259.958	1 261.512	1.554	0.123
3	1 244.799	1 246.479	1.680	0.135
4	1 258.652	1 260.044	1.392	0.111
5	1 248.419	1 248.962	0.543	0.043
6	1 248.159	1 249.028	0.869	0.070
7	1 254.402	1 255.992	1.590	0.127
8	1 252.940	1 253.645	0.705	0.056
9	1 243.181	1 244.091	0.910	0.073
10	1 253.706	1 255.206	1.500	0.120
11	1 253.890	1 254.460	0.570	0.045

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