炮筒直线度检测数学模型研究

炮筒直线度检测数学模型研究

一、火炮身管直线度检测数学模型研究(论文文献综述)

张强[1](2021)在《基于激光三角法的火炮身管内径自动测量系统设计》文中研究表明火炮作为现代军事武装的基础装备,广泛的装备于各国的海陆空部队,是各国军事力量的重要组成部分。火炮身管作为火炮的核心构件之一,它的各项参数对火炮的打击精度、使用安全性、射速和使用寿命等有着严重的影响。现阶段,我国针对火炮身管的检测设备与检测手段还比较落后,存在检测效率低、检测设备复杂、测量条件苛刻等问题。因此,研究火炮身管检测有重要意义。本设计以实现对火炮身管内径高效、高精度、非接触测量作为研究目标,设计了一种基于激光三角法的火炮内径自动测量系统。测量系统以STM32处理器作为控制处理核心,采用高精度激光位移传感器得到测量值,通过友好的人机交互界面,对测量参数进行设置,控制整个系统的工作。搭配设计的机械测量结构,实现对全身管的自动测量。设计中采用几何定心构建测量模型的测量方法,在数据处理上采用插值处理对数据进行扩充后再求取内径值。在缺陷位置利用插值算法以及几何关系,实现对缺陷大小的计算,通过对比发现计算结果与实际测量值误差极小。它具有测量精度高、检测速度快、无接触测量等特点,能实现对不同内径火炮的全身管的自动测量,并且能将测量结果通过上位机实时显示。最后,通过实际的测量对系统进行验证,并对测量结果进行分析。该测量系统能对多种口径的火炮身管进行高效测量,并能将测量身管的各个位置的截面圆和整体的轮廓图显示,在实现测量系统主要功能前提下满足对性能的要求。

莫宇博[2](2021)在《火炮身管多几何量集成测量机器人控制系统研发》文中研究指明火炮身管是火炮的核心部件,其质量影响火炮的射击精度和寿命。对镗削后火炮身管的孔径、圆度、壁厚及直线度的测量是评价其质量的关键。火炮身管作为大长径比的孔类零件,目前的检测手段是人工对上述几何尺寸单独测量,存在测量精度低、测量效率低、无法满足身管全长几何尺寸测量等问题。本文提出了火炮身管孔径、圆度、壁厚、直线度的集成测量方法,突破了机器人在测量过程中的运动控制关键技术,研制了集成测量的管道机器人,开发了测量控制系统与软件,具体研究内容如下:(1)综合考虑几何量测量种类多、精度高的需求,以身管轴线作为统一基准,提出了多几何量集成的测量方法,确定了孔径、圆度、壁厚及直线度的评定方法,设计了测量执行单元、自定心单元、行走单元集成的管道机器人结构,研制出多几何量集成测量的管道机器人。提出了基于测量内壁的表面形状变化剧烈程度的自适应测量方法,建立了算法模型,试验表明,阈值为3.3 mm的自适应测量在保证测量精度的基础上,提高了测量效率,为运动控制系统设计提供理论依据。(2)综合测量机器人的机械结构及控制需求,设计了数据采集系统,规划多几何量测量路径;设计了以运动控制卡作为下位机的控制系统,搭建电气控制柜。基于PID的位置环控制策略,设计了测量机器人的驱动控制算法,试验表明,比例参数为1.025、积分参数为0.215、微分参数为0.1时,实现了测量机器人移动时的目标位置与实际位置的误差小于2 mm,满足多几何量测量过程的轴向定位要求。设计模块化的软件结构,基于Lab VIEW开发了具备用户管理、测量工艺设定、测量结果显示的集成测量软件。(3)分析了多几何量测量精度的影响因素,对比三坐标机的测量结果,标定出测量机器人在孔内的定位精度为0.0036 mm。使用测量机器人测量标定后的工艺样件,基于Grubbs准则进行数据处理,得到多几何量的测量结果,验证了测量机器人的多几何量测量精度:直线度测量精度为0.0059 mm,圆度测量精度为0.0048 mm,孔径测量精度为0.005 mm,壁厚测量精度为0.04 mm,符合设计指标要求。通过以上研究,解决了火炮身管测量精度低、测量效率低、无法满足身管全长几何尺寸测量的问题,实现了身管多几何量高精度集成测量。

张野[3](2021)在《多口径身管缠度缠角光学检测技术与系统研究》文中研究说明火炮作为最常规的打击性武器,其在国家防务以及现代化战争中发挥着至关重要的作用。对于火炮而言,身管是火炮的核心部件,其承担着发射炮弹的重要任务。膛线则是身管的灵魂,缠度缠角是膛线的主要技术参数,缠度缠角的精度对火炮炮弹的初速度、空中行进的稳定性、炮弹的打击精度、火炮的使用寿命有着极其重要的影响,同时也是影响火炮在使用过程中安全可靠性的关键因素。由于火炮工作环境较为恶劣,弹室通过高温加压的方式发射炮弹,高速运动的炮弹极易对膛线造成挤压,致使膛线发生扭曲变形,进而影响火炮的安全性能和打击精度。因此对火炮身管膛线缠度缠角的高精度检测在火炮的整体性能评价体系中十分重要。本文的主要研究内容是提出一种膛线缠度缠角的光学检测方法,并设计一套相应的检测系统,实现膛线缠度缠角的高精度检测。本文所提出的膛线缠角检测方法基于几何光学成像原理,以锥面反射镜作为主要元件,利用定焦光学系统使得身管内壁圆周上一定宽度的膛线全部成像在CCD相机的靶面上。当检测系统在身管内沿着身管轴线方向上行进时,CCD相机靶面上的膛线图像会随之发生转动,基于膛线图像在CCD相机靶面的形心转动角度和检测系统在身管内行进距离之间的关系,本文建立出不同类型的膛线方程及缠角求解的数学模型。本文所提出的膛线缠角检测系统,具有角度误差修正功能。检测系统在身管内行进,由于膛线的凹凸起伏会使得检测系统发生震动,使得检测系统在行进过程中发生姿态变化,导致膛线图像旋转角度的测量结果存在误差,致使膛线缠角检测结果精度较低。我们把这种误差称之为角度误差。本文基于动态光学理论提出角度误差的校正方法,以直角反射棱镜作为核心元件,根据直角反射棱镜在转动状态下的物像关系特征进行角度误差修正,有效的提高了缠角的检测精度。基于所提出的缠角检测方法,本文设计了一套缠角检测系统。本文对所提出的缠角检测系统进行了误差分析和模拟仿真,通过误差分析和模拟仿真结果,得出本文所提出的膛线缠角检测方法的检测误差低于2′。本文所设计的检测装置可实现对不同口径和不同类型膛线缠角的高精度检测。为今后的火炮身管相关参数检测和管道类相关参数的检测提供了重要的理论基础和测试装备。

齐寰宇[4](2021)在《基于机器视觉的大口径火炮身管指向测量技术研究》文中研究说明火控系统的射击诸元是一种重要检测指标,因此,在火炮的设计、校准以及应用中,都对射击诸元的解算方法的精度有着很高的需求,针对射击诸元中身管指向测量所存在的安装调试复杂、测量精度较低、不适应动态测量等问题,本文研究了基于机器视觉的测量方法,并经过实验证明了方法的实用性和鲁棒性。首先,设计了一种条状标志物作为合作靶标,将标志圆的圆心作为图像特征点,根据身管运动时特征点位置变化映射在图像上的变化,结合相关参数通过一定的函数关系式求解出身管的运动姿态。其中圆心角点图像坐标为直接测量,所解出的姿态角为间接测量,利用几何关系建立两者之间解析式,得到了影响姿态测量精度的误差规律。接着,针对在复杂环境下因目标点的提取精度不准而导致位姿测量误差较大的问题,提出了一种自适应阈值的预处理及特征点校正的方法。该方法将包含“X”形特征点的标志物作为标靶固定在火炮身管上,经网格化搜索出适应光照的最优变换参数后,利用角点检测算法检测出初始角点坐标,结合特征点之间的几何约束及像素灰度值的分布特点,对条状标志物采用直线拟合的方法来校正,对不规则标志圆受到身管曲率的影响,采用非线性函数回归的极大似然法得到角点之间拟合曲线的交点作为修正后的圆心图像坐标;以摇臂三角架模拟火炮身管,设计实验系统,结合特征点已知的世界坐标、提取的图像坐标及相关相机参数,实时解算出身管运动姿态,验证了算法的准确性及稳定性。其次,为提高标志物安装的便捷性及美观,扩展应用场景,使用不规则标志圆代替条状标志物。针对身管曲面上特征点物理坐标使用常规测量手段难以确定的问题,提出基于多确定场景下三维坐标测量的方法,通过在场景内放置棋盘格确定图像场景的位姿参数,结合人工交互获得的圆心图像坐标解算出空间点的初始三维坐标。基于此类方法在X轴坐标误差较大的情况下,使用倾角仪保持身管方位角为0°,高低角为0°、15°、30°等典型角度,将初始坐标解出的姿态角测量值与确定值的容差约束转化为带惩罚函数,X轴坐标值作为粒子维度,在初始坐标一定范围内采用求解约束优化问题的粒子群算法对坐标进行精确求解,对所得到的初始坐标进行优化,试验结果表明,该方法下的三维点X轴标记位置与真实位置间的距离误差在3mm以内,Y、Z轴精确度在1mm以内,满足身管位姿的精度要求。最后,研究了多机协作下的身管指向测量系统。首先,提出了系统总体方案,由主控单元、通信测试和测量终端构成了基于C/S架构的大口径火炮身管指向测量系统;接着说明了测量的具体流程,包括摄像机布局与定位、摄像机标定、同步测量及数据处理等。

李智博[5](2021)在《大型直缝焊管辊式四点弯曲多次压力矫直工艺》文中进行了进一步梳理随着在全世界范围内天然气和石油资源的开发朝着非常规油气方面能量资源的转移,对管道的建造和设计提出了更高要求,以满足恶劣的开发环境。基于良好的焊接技术和成形技术的大型直缝埋弧焊管,在环境恶劣的寒冷地区和海底深处管道的铺建中得到广泛的应用。由于传统三点弯曲矫直工艺有其局限性:矫直次数比较多,通常为4-6次,矫直效率低。三点弯曲的上辊对管件施加的载荷大,管件易产生截面畸变。基于此,本文提出了大型直缝焊管辊式四点弯曲多次压力矫直新工艺。基于有限元模拟分析,根据管件几何参数和材料性能,通过理论矫直弯矩计算矫直载荷。采用对称式辊系建立四辊矫直模型,进行模拟分析。管件只需3次矫直,矫直效率高。通过对比分析,四点弯曲矫直的载荷力比三点弯曲的矫直载荷小,矫直后管件的截面不易产生畸变。揭示了辊式四点弯曲多次压力矫直工艺的矫直机理,即辊式四点弯曲压力矫直工艺是以梯形折线分布弯矩逼近理论矫直弯矩光滑曲线,根据初始挠度分布,给出了辊式四点弯曲矫直所需的工艺参数。最后,搭建了大型直缝焊管辊式四点弯曲多次压力矫直实验设备系统,设备包含挠度检测装置、电液控制系统和机械系统,可在线测量待矫管件的初始挠度。并使用小尺寸试验管件进行有限元模拟和实验分析,验证了新工艺的可行性和准确性。

张朝红[6](2021)在《基于脉冲激光加热系统的火炮身管材料热烧蚀研究》文中研究说明二十一世纪以来,战场对火炮武器的威力、快速反应能力以及射速等性能有了更高的要求。要提高火炮的威力与速度,就要求火炮射击时使用能量密度更高的火药射击频率,随之而来,火炮身管将承受着更为严酷的热烧蚀考验。另外,目前对火炮身管热烧蚀的相关研究多是通过实弹开展试验,这将需要大量资金、人力、还有弹药资源的支持,并且难以观测到身管发生热烧蚀的动态变化过程,这些因素都制约了我国火炮性能的提高,阻碍身管寿命技术的进步。激光除了具备较高的方向性、相干性及亮度高等特点,还有着高度的可控性,及较强的发射能力,在焦点位置处能形成高达几万度的高温区域。利用激光的这些特性就产生了激光加热技术,被广泛的应用于各个领域,为科学的发展提供了许多方法及手段。目前,国内外相关学者对身管烧蚀机理、脉冲激光加热等做了大量研究,但很少有学者把脉冲激光加热技术应用于身管热烧蚀及其材料相变方面的研究。因此,本文提出一种利用脉冲激光加热来研究身管热烧蚀的装置。本文首先对身管热烧蚀与脉冲激光加热烧蚀进行理论研究,发现利用脉冲激光加热可以模拟出身管热烧蚀的过程;其次运用ANSYS Workbench软件对身管烧蚀及脉冲激光加热身管材料的温度场进行仿真分析,得到两种仿真的身管材料的温度场变化。通过对比分析结果,发现两者温度场变化规律相符,证明了利用脉冲激光加热技术研究身管热烧蚀研究方法的可行性;最后依据理论与仿真的结果,设计了用于身管热烧蚀研究的脉冲激光加热系统,并做了相关试验,试验发现激光加热结果与仿真的身管的温度变化规律大致相同,受热面的温度都是波动上升。论文的研究为火炮性能的提高、身管寿命技术的进步研究提供了新的思路与方法,具有实际意义与参考价值。

王浩[7](2021)在《深孔零件轴线直线度检测系统研究》文中进行了进一步梳理深孔类零件在军事工业、仪器仪表和能源勘探等重要领域应用广泛。为了能更好地评估深孔零件的质量,往往需要对其轴心线的直线度进行检测,对于不合格的零件及时校直矫正。但是,目前常用的传统检测方法大都受限于深孔零件长径比大、内孔空间狭小的特点,检测比较困难且精度不高。为了能够准确地测出深孔零件轴线直线度,满足相关行业的需求,本文围绕深孔零件轴线直线度的检测方法展开了深入研究。本文以深孔零件中的小口径炮管为主要研究对象,以光电检测法为基础,针对因炮管内孔太小而无法内置光电测量元件的问题,提出了一种测量元件外置的深孔零件轴线直线度检测方法,并设计了相应的直线度检测系统来完成测量工作。首先,根据提出的检测方法建立了直线度误差测量模型,设计了一套深孔零件轴线直线度检测系统,并对系统的组成及其工作原理进行了分析和说明;其次,利用三维建模软件对直线度检测装置的整体结构进行了设计,包括牵引机构、装夹机构和光学成像系统等,并完成了部分硬件的选型;同时,结合被测零件内孔形面的具体特点,设计了一种通用性强的带十字形通光孔的自适应定心装置,该装置能够避免与炮管内孔中的螺旋膛线发生干涉;然后,采用标定板标定法并结合HALCON软件,完成了对相机的标定操作,并得到了相机的内参和外参。在对采集到的光斑图像进行预处理后,利用基于图像骨架的中心点提取方法来求取十字形光斑的中心点坐标;针对定心机构的中心线与被测零件轴心线不严格共线问题,根据旋转角度和坐标变换原理对提取的中心点坐标进行了修正,以此来减小装配误差产生的影响;最后,结合相机SDK二次开发,利用Visual Studio 2019软件开发平台设计了直线度检测的软件系统,并介绍了软件各个功能模块。通过搭建好的实验平台进行了大量实验,实验结果表明本文提出的直线度检测方法操作简单,检测精度较高,且重复性好,能够满足所需的检测要求。此外,该检测系统能够对内径在25-35mm范围内的深孔零件的轴线直线度进行检测,具有一定的实际应用价值。

许高齐[8](2020)在《大口径管道几何量非接触式测量关键技术研究》文中研究指明近年来随着大口径管道在水利、石油、化工等行业的应用越来越多,企业对管道的质量要求也越来越高。大口径管道的内径、圆度及直线度是管道的重要几何参数,对其进行准确测量是保证管道加工质量的关键要素。目前在多数管道生产企业中,对大口径管道的内径、圆度及直线度的测量手段仍以人工测量为主,这种测量手段不仅测量不准确,而且效率低下,影响管道生产周期,降低了自动化程度。因此实现大口径管道的内径、圆度及直线度的自动化综合测量是目前需要解决的工程问题。为解决该问题,设计了一套管道测量系统,该系统能实现大口径管道的内径、圆度及直线度自动化非接触式测量。本文的主要研究内容如下:(1)详细介绍了管道测量系统的测量工作原理及系统构成,对测量系统的主要硬件选型进行确定,并利用LabVIEW开发平台设计了测量系统的数据采集程序,同时根据测量原理对机器人程序进行编程设计。(2)为保证系统的测量准确性,需保证机器人末端携带激光位移传感器沿管道轴线平行方向进入管道。为解决该问题,提出了测量系统的机器人姿态调整方案。首先,控制机器人末端携带激光位移传感器扫描被测管道截面,再利用最小二乘法对扫描的截面轮廓进行椭圆拟合,得到各截面中心点坐标,再将各截面中心点拟合空间直线,得到管道的轴线方程,进一步可得管道的轴线方向向量,再根据机器人姿态调整相关理论,可计算出相应的姿态调整量,上位机将数据反馈给机器人,机器人即可完成姿态调整,从而实现机器人末端携带激光位移传感器沿管道轴线平行方向进行测量。(3)为提高管道测量系统的圆度及直线度的评定精度,解决传统计算方法在圆度及直线度评定计算问题上存在着求解困难和求解精度不高的问题,将改进的鲸鱼优化算法应用于圆度及直线度误差评定中。首先对鲸鱼优化算法提出三方面改进策略,采用拉丁超立方体抽样方法进行种群初始化,将非线性收敛因子取代原算法中的线性收敛因子,并将非线性权重引入鲸鱼优化算法,经测试结果表明,改进后的鲸鱼优化算法在精度、稳定性及收敛速度上都得到了有效提高。最后以最小区域圆法和最小包容区域法数学模型为基础,将改进鲸鱼优化算法应用于圆度及直线度误差评定,并进行实例验证,结果表明,该算法提高了评定精度和收敛速度,能有效地应用在管道测量系统的圆度及直线度误差评定中。(4)搭建了管道非接触式测量实验平台。利用测量实验平台对被测管件的内径、圆度及轴线直线度进行测量实验和重复性实验,同时对机器人测量姿态调整方案进行实验验证,并对管道测量系统的误差来源进行分析。本文设计了管道测量系统,该系统能实现大口径管道的内径、圆度及直线度的自动化非接触式测量,并提出机器人测量姿态调整方案,保证了系统的测量准确性,同时将改进鲸鱼优化算法应用于圆度及直线度误差评定,提高了测量系统的评定精度。经实验验证,该系统的测量精度优于0.5mm,重复性精度优于0.25mm,具有较高的测量精度和重复性精度,能满足测量需求,具有一定的实际应用价值。

韩兴东[9](2020)在《图像测量系统的现场标定与精确定位技术研究》文中指出随着机器视觉和图像处理技术的快速发展,图像测量技术因其精度高、实时性强、适用范围广、测量过程非接触等特点,成为了当前新型综合性测量系统研究的热点。本文对图像测量技术在内部空间静态参数测量场景中的应用做了相应研究,研究点主要包括测量系统的现场标定和精确定位技术。首先,以直线度、径向尺寸和容积为例介绍了内部空间静态参数的图像测量原理,然后搭建了以计算机、测量靶标、光学成像模块、运动控制模块为主的实验平台,对其工作方式和软件模块功能做了总体介绍,并针对本文研究内容分析了测量过程的细节难点。然后,以内径测量实验的靶标图像为例,针对其质量退化现象进行了图像预处理工作,介绍了基于全变分平滑模型的图像噪声抑制方法,对降噪后的图像应用了分段非线性灰度变换,并对刻线边缘做了锐化处理,有效增强了靶标图像的刻线部分,方便后续对其进行精确定位。接着,针对靶标图像存在的畸变,构建了相机成像模型和畸变模型,应用张正友标定法得到了相机参数和畸变系数,并通过像素灰度插值实现了畸变图像的校正,在此基础上介绍了基于扩展卡尔曼滤波的标定方法,精度和实时性可满足测量系统现场标定的要求。最后,针对刻线定位工作研究了图像阈值分割、直线拟合定位的相关理论,介绍了基于形态学处理顶帽变换的阈值分割方法,有效分离了刻线和背景,对刻线进行细化处理后,应用Hough直线检测对刻线骨架进行了拟合定位,实验显示定位误差不超过5μm,实现了刻线的精确定位。

姜曼[10](2020)在《基于图像视觉的火炮跳角测量方法研究》文中认为随着现代战场高技术含量的逐步增加,对现代火炮系统提出了更高的要求,解决火炮射击精度问题变得越来越迫切。跳角作为影响火炮射击精度的重要参数之一,准确测量火炮跳角的大小,是快速分析和诊断火炮射击精度的关键环节,也是设计高性能高精度火炮所迫切需要的。因为传统跳角测量方法有误差大、效率低、实用性小等固有缺陷,因此本论文提出一种基于图像视觉的火炮跳角测量方法。该方法利用数字图像处理技术和双目视觉测量技术,主要对测量系统中的炮口图像中心定位、无人机光源目标检测与双目交会算法等关键步骤进行设计与优化,最终达到火炮跳角测量要求。针对炮口中心定位问题,本论文采用数字图像处理技术中的最小二乘圆拟合算法对炮口图像中心位置进行定位,由于原有算法在计算复杂度和测量精度等方面存在不足,因此本论文在原有算法基础上提出一种改进的最小二乘圆拟合算法,该算法通过改进原有算法的目标函数,在降低计算复杂度的同时提高了测量精度。针对无人机光源目标检测问题,本论文提出了基于奇异值分解的改进高斯混合模型弱小运动目标检测算法。该算法通过奇异值分解的方法判断目标光源与天空背景之间的相似程度,根据相似程度动态调整高斯混合模型的判别阈值,提高了弱小光源运动目标的检测准确度。实验结果显示,本论文提出的改进算法对弱小运动目标的检测能力要优于传统的高斯混合算法,能够准确、高效的检测出弱小运动目标。针对目标精确定位问题,本论文提出两站交会最小二乘估计改进算法和交会计算的极大似然估计算法。两站交会最小二乘估计改进算法利用投影法计算得到的四个结果中精度最优者做为初始值,改进了原有的最小二乘估计算法,从而可以得到精确的目标位置。该算法不但提高了计算的精度,也避免了水平投影或垂直投影引起的畸变问题。交会计算的极大似然估计算法利用了极大似然估计理论来估计目标位置。该算法通过求解似然函数的极大值得到目标存在概率最高的点,确定了目标最有可能的位置,使得计算结果更接近真实值,是交会计算方法的一大进步。本论文还对测量系统进行了误差分析,包括系统安装调控、摄像机标定和数字图像处理算法等。本文通过分析这些因素对系统测量精度的影响程度,得出测量系统总体误差,提出优化改进建议,使得跳角测量结果更精确,提高跳角测量系统的合理性、可靠性和可实用性。

二、火炮身管直线度检测数学模型研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、火炮身管直线度检测数学模型研究(论文提纲范文)

(1)基于激光三角法的火炮身管内径自动测量系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外身管测量研究现状
        1.2.1 身管检测技术介绍
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 常用的火炮身管检测方法及发展趋势
        1.3.1 常用测量方法
        1.3.2 火炮身管测量的发展趋势
    1.4 研究目标和研究内容
2 测量原理及方法研究
    2.1 测量方法
        2.1.1 激光位移传感器
        2.1.2 激光位移传感器测量原理
    2.2 测量原理及数学模型
        2.2.1 测量原理
        2.2.2 数值处理
    2.3 本章小结
3 测量系统总体方案设计
    3.1 主要性能指标
    3.2 系统总体设计
    3.3 测量系统组成及工作原理
    3.4 本章小结
4 测量系统结构设计与硬件设计
    4.1 测量装置结构设计
    4.2 测量系统硬件电路设计
        4.2.1 激光位移传感器选型
        4.2.2 电流转电压模块
        4.2.3 步进电机及驱动模块
        4.2.4 控制模块
        4.2.5 数据采集模块
        4.2.6 外围电路设计
        4.2.7 电源设计
    4.3 本章小结
5 测量系统软件设计
    5.1 A/D转换软件设计
    5.2 上位机软件设计
        5.2.1 Lab VIEW软件平台简介
        5.2.2 系统测量流程
        5.2.3 Labview程序设计
    5.3 串口通信设计
    5.4 测量参数设计
    5.5 本章小结
6 测试结果与分析
    6.1 系统测试
    6.2 测量结果显示
        6.2.1 测试位置一测量结果显示
        6.2.2 测试位置二测量结果显示
        6.2.3 测试位置三测量结果显示
        6.2.4 测试位置四测量结果显示
        6.2.5 整体结果显示
    6.3 系统误差分析与校准
        6.3.1 测量误差及测量精度
        6.3.2 测量误差定性分析
        6.3.3 测量误差定量分析
    6.4 本章小结
7 总结与展望
参考文献
读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(2)火炮身管多几何量集成测量机器人控制系统研发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 管类零件几何量测量国内外研究现状
        1.2.1 管类零件多几何量测量国内外研究现状
        1.2.2 管内测量机器人控制系统国内外研究现状
    1.3 课题来源及主要研究内容
2 火炮身管孔径、圆度、壁厚及直线度集成测量方法
    2.1 多几何量测量方案
        2.1.1 测量需求与技术指标
        2.1.2 测量原理与评定方法
        2.1.3 集成测量机器人总体组成
    2.2 几何量自适应测量方法
        2.2.1 基于数据变化程度的自适应采样方法
        2.2.2 几何量测量试验与结果分析
    2.3 本章小结
3 多几何量集成测量控制系统与软件开发
    3.1 多几何量测量控制
        3.1.1 测量机器人控制系统设计需求
        3.1.2 多几何量数据采集系统设计
        3.1.3 测量机器人运动控制系统设计
    3.2 测量机器人驱动控制
        3.2.1 基于PID的位置环控制算法
        3.2.2 PID控制器程序设计
        3.2.3 测量机器人驱动控制性能测试
    3.3 集成测量软件开发
        3.3.1 多几何量测量软件结构
        3.3.2 测量软件功能模块设计
        3.3.3 人机交互软件界面设计
    3.4 本章小结
4 多几何量精度分析与验证
    4.1 多几何量测量精度影响因素分析
        4.1.1 测量机器人定心精度
        4.1.2 基于Grubbs准则的测量数据处理
    4.2 多几何量测量精度验证试验
        4.2.1 工艺样件的直线度测量试验
        4.2.2 工艺样件的孔径及圆度测量试验
        4.2.3 工艺样件的壁厚测量试验
    4.3 实际身管多几何量测量
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(3)多口径身管缠度缠角光学检测技术与系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究的目的和意义
    1.2 膛线相关参数检测方法国内外研究现状
    1.3 论文的主要内容
第2章 缠度缠角及其检测方法基础理论
    2.1 身管膛线及缠度缠角概述
    2.2 缠度缠角检测方法基础理论
    2.3 本章小结
第3章 基于角度误差修正的缠度缠角检测原理
    3.1 膛线全景成像原理
        3.1.1 基于光投影法的膛线全景图像成像原理
    3.2 缠度缠角求解数学模型
    3.3 角度误差检测原理
        3.3.1 光学系统物像旋转特性分析
        3.3.2 基于直角反射棱镜成像特性的角度误差检测
    3.4 膛线方程及缠度缠角求解模型数据模拟
    3.5 本章小结
第4章 缠度缠角光学检测系统设计
    4.1 检测系统研究方案
    4.2 检测系统整体设计
        4.2.1 检测系统整体结构设计
        4.2.2 检测系统工作过程
    4.3 检测系统主要部件设计及选取
        4.3.1 光学组件设计
        4.3.2 CCD相机选取
        4.3.3 光源设计
        4.3.4 步进电机选取
        4.3.5 传动装置设计
        4.3.6 激光测距装置选取
        4.3.7 角度误差测量装置设计
    4.4 膛线缠度缠角集成检测装置
    4.5 本章小结
第5章 误差分析与模拟仿真
    5.1 检测系统误差分析
        5.1.1 误差来源
        5.1.2 等齐膛线缠角检测结果误差分析
    5.2 渐速膛线缠角检测结果模拟
        5.2.1 系统参数变化对缠角检测精度影响分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论及创新点
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢

(4)基于机器视觉的大口径火炮身管指向测量技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 研究现状
    1.3 论文内容安排
第二章 火炮身管视觉测量模型及相关理论
    2.1 总体设计方案
    2.2 坐标系变换理论
    2.3 相机成像模型
        2.3.1 线性模型
        2.3.2 非线性模型
    2.4 身管位姿估计方法
    2.5 本章小结
第三章 基于条状标志物的身管位姿测量
    3.1 基于条状标志物的身管姿态测量误差模型与仿真分析
        3.1.1 姿态测量误差模型
        3.1.2 仿真分析
        3.1.2.1 特征间隔误差仿真
        3.1.2.2 标靶和相机距离因素
    3.2 基于条状标志物的身管指向解算
    3.3 特征提取与校正
        3.3.1 Harris检测原理
        3.3.2 角点亚像素级定位
        3.3.3 特征校正算法
        3.3.3.1 多点校正
        3.3.3.2 单点校正
    3.4 实验系统
    3.5 本章小结
第四章 基于不规则圆标志的身管指向视觉测量
    4.1 基于不规则标志物身管指向测量的系统结构
    4.2 特征点三维位置视觉标定方法
        4.2.1 图像场景及坐标确定
        4.2.2 实验结果
    4.3 粒子群算法优化特征点物理坐标
        4.3.1 基本PSO算法
        4.3.2 身管位姿优化模型
        4.3.3 算例分析
    4.4 基于非线性函数回归的不规则标志圆图像坐标校正
    4.5 实验及分析
    4.6 本章小结
第五章 基于多机协作的身管指向测量系统的实现
    5.1 摄像机布局
    5.2 测量软件系统
        5.2.1 主控机软件
        5.2.2 指向测量终端软件
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)大型直缝焊管辊式四点弯曲多次压力矫直工艺(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 大型直缝埋弧焊管
        1.2.1 矫直工艺发展现状
        1.2.2 焊管制作工艺流程
    1.3 焊管直线度分析
        1.3.1 直线度标准
        1.3.2 焊管超标的影响
        1.3.3 直线度产生偏差的原因
    1.4 管件矫直技术相关问题研究
        1.4.1 矫直工艺研究
        1.4.2 直线度检测方法研究
        1.4.3 模压矫直工艺存在的问题
    1.5 课题研究的主要内容
第2章 辊式四点弯曲多次压力矫直工艺及理论矫直弯矩
    2.1 引言
    2.2 纯弯曲过弯矫直理论
        2.2.1 定义和基本假设
        2.2.2 过弯矫直符号定义
        2.2.3 过弯矫直弹复解析
        2.2.4 辊式四点弯曲矫直机理
    2.3 理论矫直弯矩与理论矫直载荷计算
        2.3.1 材料硬化模型
        2.3.2 管件的几何特征
        2.3.3 初始曲率计算
        2.3.4 理论矫直弯矩计算
        2.3.5 理论矫直载荷计算
    2.4 工艺流程及关键问题
    2.5 本章小结
第3章 大型直缝焊管辊式四点弯曲多次压力矫直有限元分析
    3.1 引言
    3.2 大型直缝焊管几何参数
    3.3 有限元建模
    3.4 结果与讨论
    3.5 载荷系数修正
        3.5.1 载荷系数修正概念
        3.5.2 载荷修正系数的取值规律
        3.5.3 载荷修正系数的优化方法
    3.6 辊式四点弯曲与多次三点弯曲矫直分析比较
    3.7 本章小结
第4章 辊式四点弯曲多次压力矫直工艺实验研究
    4.1 引言
    4.2 辊式四点弯曲多次压力矫直实验设备
        4.2.1 压力矫直机器系统构成
        4.2.2 压力矫直机的工作原理
    4.3 辊式四点弯曲多次压力矫直实验
        4.3.1 实验材料参数
        4.3.2 矫直工艺参数
        4.3.3 实验过程及方案
    4.4 结果与讨论
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(6)基于脉冲激光加热系统的火炮身管材料热烧蚀研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1.绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 火炮身管热烧蚀的国内外研究现状
        1.2.1 火炮身管热烧蚀机理的国内外研究现状
        1.2.2 火炮身管热烧蚀研究方法的国内外研究现状
        1.2.3 火炮身管热烧蚀数值模拟及仿真的国内外研究现状
        1.2.4 火炮寿命的国内外研究现状
    1.3 脉冲激光加热技术的国内外研究现状
    1.4 本文研究内容
2.火炮身管热烧蚀及脉冲激光加热理论分析
    2.1 热传导模型
        2.1.1 热传导基本方式
        2.1.2 热传导方程
        2.1.3 边界条件与初始条件
    2.2 火炮身管热烧蚀的理论分析
        2.2.1 基本假设
        2.2.2 火炮身管热烧蚀的热传导方程
        2.2.3 火炮身管传热的定解条件
    2.3 脉冲激光加热的理论分析
        2.3.1 脉冲激光加热原理
        2.3.2 脉冲激光加热模型
        2.3.3 脉冲激光加热模型的热传导方程及边界条件
    2.4 脉冲激光加热与火炮身管热烧蚀模型的热传导方程对比结果
    2.5 本章小结
3.火炮身管热烧蚀与脉冲激光加热有限元仿真分析
    3.1 有限元方法和ANSYS Workbench软件介绍
        3.1.1 有限元方法介绍
        3.1.2 ANSYS Workbench软件的介绍
        3.1.3 有限元热分析仿真模块介绍
    3.2 火炮身管热烧蚀的温度场有限元仿真分析
        3.2.1 建立有限元模型和设定材料特性
        3.2.2 定义网格控制并划分网格
        3.2.3 施加边界条件
        3.2.4 仿真结果并分析
    3.3 脉冲激光加热仿真
        3.3.1 建立身管模型并划分网格
        3.3.2 施加边界条件
        3.3.3 仿真结果并分析
    3.4 有限元仿真结果对比分析
    3.5 本章小结
4.脉冲激光烧蚀试验
    4.1 脉冲激光加热系统的设计
        4.1.1 脉冲激光加热系统的工作原理
        4.1.2 脉冲激光加热系统的重要组成部分
    4.2 脉冲激光加热试验
        4.2.1 脉冲激光烧蚀试验环境
        4.2.2 试验设计
        4.2.3 脉冲激光烧蚀试验准备
        4.2.4 脉冲激光烧蚀试验过程
    4.3 脉冲激光烧蚀试验结果分析与讨论
    4.4 本章小结
5.总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(7)深孔零件轴线直线度检测系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 课题主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要研究内容
    1.4 本章小结
2 深孔零件轴线直线度检测与评定方法分析
    2.1 直线度误差定义与分类
    2.2 现有空间直线度误差检测方法
        2.2.1 塞规检验法
        2.2.2 指示器法
        2.2.3 杠杆法
        2.2.4 超声波检测法
        2.2.5 光轴法
        2.2.6 本课题采用的空间直线度检测方案
    2.3 直线度误差测量模型
    2.4 常用直线度评定方法
        2.4.1 两端点连线法
        2.4.2 最小二乘法
        2.4.3 最小包容区域法
        2.4.4 本课题所选用直线度评定方法
    2.5 本章小结
3 深孔零件轴线直线度检测系统总体设计
    3.1 检测系统组成及工作原理
        3.1.1 检测系统装置组成
        3.1.2 检测系统工作原理
    3.2 机械部分设计
        3.2.1 自定心机构
        3.2.2 牵引机构
    3.3 光学成像系统设计
        3.3.1 光源选型
        3.3.2 工业相机选型
        3.3.3 相机镜头选型
    3.4 本章小结
4 相机标定和光斑图像处理
    4.1 相机标定
        4.1.1 标定实现
        4.1.2 标定结果
    4.2 光斑图像处理
        4.2.1 图像采集
        4.2.2 图像预处理
        4.2.3 光斑中心点提取
        4.2.4 中心点坐标修正
    4.3 检测系统软件实现
        4.3.1 开发平台
        4.3.2 软件系统的功能设置
    4.4 本章小结
5 实验结果及误差分析
    5.1 实验平台及方法
    5.2 实验过程及结果
        5.2.1 方案重复性验证
        5.2.2 方案准确性验证
        5.2.3 炮管直线度检测
    5.3 实验误差分析
        5.3.1 安装引入的误差
        5.3.2 数字图像处理误差
        5.3.3 光学系统误差
        5.3.4 环境影响引入的误差
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(8)大口径管道几何量非接触式测量关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 大口径管道内径、圆度及直线度测量研究现状
        1.2.1 管道内径与圆度测量研究现状
        1.2.2 管道直线度测量研究现状
        1.2.3 已有管道内径、圆度及直线度测量技术的不足
    1.3 圆度及直线度误差评定算法研究现状
        1.3.1 圆度误差评定算法研究现状
        1.3.2 直线度误差评定算法研究现状
        1.3.3 已有圆度及直线度误差评定算法的不足
    1.4 研究的目的与意义
    1.5 课题来源及主要研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 主要研究内容
第2章 管道非接触式测量系统设计
    2.1 测量系统的测量工作原理
        2.1.1 测量系统的测量原理
        2.1.2 测量系统相关坐标系建立
    2.2 测量系统的硬件选型及程序设计
        2.2.1 测量系统的总体结构
        2.2.2 测量系统的硬件选型
        2.2.3 测量系统的数据采集程序设计
        2.2.4 测量系统的机器人程序设计
    2.3 本章小结
第3章 管道非接触式测量系统机器人测量姿态调整
    3.1 姿态调整方案
    3.2 管道轴线方向向量获取
    3.3 机器人测量姿态调整
        3.3.1 机器人姿态表示
        3.3.2 旋转矩阵与欧拉角及四元数之间互相转化
        3.3.3 机器人测量姿态调整
        3.3.4 姿态调整的步骤及流程
        3.3.5 机器人姿态调整控制程序设计
    3.4 本章小结
第4章 管道非接触式测量系统的圆度及直线度误差评定
    4.1 圆度及直线度误差评定
        4.1.1 圆度误差评定
        4.1.2 直线度误差及评定
    4.2 基于改进的鲸鱼优化算法的圆度及直线度误差评定
        4.2.1 鲸鱼优化算法相关理论
        4.2.2 改进的鲸鱼优化算法
        4.2.3 改进的鲸鱼优化算法的步骤与流程
        4.2.4 改进的鲸鱼优化算法的函数测试
    4.3 改进的鲸鱼优化算法的圆度及直线度误差评定实例
        4.3.1 改进的鲸鱼优化算法的圆度误差评定实例
        4.3.2 改进的鲸鱼优化算法的直线度误差评定实例
    4.4 本章小结
第5章 实验与结果分析
    5.1 管道非接触测量系统实验平台搭建
    5.2 管道内径及圆度测量实验
    5.3 管道轴线直线度测量实验
    5.4 机器人测量姿态调整实验验证
    5.5 管道非接触式测量系统的误差来源分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录A
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢

(9)图像测量系统的现场标定与精确定位技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 图像测量技术应用实例
        1.2.2 相机标定和图像校正
        1.2.3 精确定位技术
    1.3 本文的主要研究内容和章节安排
第二章 图像测量系统平台设计
    2.1 静态参数图像测量原理
        2.1.1 直线度测量原理
        2.1.2 内膛径向尺寸与容积测量原理
    2.2 图像测量系统实现方案
        2.2.1 测量系统构成
        2.2.2 测量系统工作方式
        2.2.3 测量过程细节难点分析
    2.3 图像测量系统软件模块
        2.3.1 应用软件组成
        2.3.2 软件模块介绍
    2.4 本章小结
第三章 靶标图像预处理技术
    3.1 预处理关键点分析
    3.2 图像噪声抑制
        3.2.1 噪声抑制原理及基本方法
        3.2.2 空间域滤波器
        3.2.3 基于全变分平滑模型的图像降噪
    3.3 图像增强处理
        3.3.1 灰度变换
        3.3.2 拉普拉斯锐化
    3.4 预处理实验
        3.4.1 噪声抑制实验
        3.4.2 图像增强实验
    3.5 本章小结
第四章 现场标定和图像校正
    4.1 相机成像模型和畸变模型
        4.1.1 基于针孔模型的坐标转换关系
        4.1.2 畸变模型的构建
        4.1.3 畸变模型合理性参考指标
    4.2 基于平面模板的张正友标定法和图像校正
        4.2.1 张正友标定法原理
        4.2.2 基于插值处理的图像校正
    4.3 基于扩展卡尔曼滤波的现场标定
        4.3.1 卡尔曼滤波数学描述
        4.3.2 扩展卡尔曼滤波用于相机标定
    4.4 标定实验
        4.4.1 畸变模型合理性对比实验
        4.4.2 模板图像校正实验
        4.4.3 现场标定仿真实验
    4.5 本章小结
第五章 靶标刻线的提取与精确定位
    5.1 精确定位技术理论基础
        5.1.1 图像阈值分割
        5.1.2 直线拟合
        5.1.3 图像形态学处理
    5.2 靶标图像的阈值分割
        5.2.1 形态学顶帽变换
        5.2.2 靶标图像阈值分割实验
        5.2.3 靶标刻线细化处理
    5.3 靶标刻线拟合定位实验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)基于图像视觉的火炮跳角测量方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展及现状
        1.2.1 跳角测量方法研究进展及现状
        1.2.2 双目视觉测量系统研究进展及现状
    1.3 本文研究内容及章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 后续章节安排
第二章 火炮跳角测量原理
    2.1 基于图像视觉的火炮跳角测量原理
    2.2 双目视觉测量系统
        2.2.1 系统结构
        2.2.2 双目视觉测量原理
    2.3 软件总体功能分析
    2.4 本章小结
第三章 火炮跳角测量中的数字图像处理方法
    3.1 炮口图像中心定位算法
        3.1.1 圆拟合经典算法
        3.1.2 基于改进最小二乘的炮口图像中心定位算法
        3.1.3 实验结果及分析
    3.2 光源运动目标检测算法
        3.2.1 高斯混合模型
        3.2.2 基于奇异值分解的高斯混合模型动态阈值更新
        3.2.3 实验结果及分析
    3.3 本章小结
第四章 双目交会测量方法研究
    4.1 传统交会方法的分析与改进
        4.1.1 投影法的分析与改进
        4.1.2 最短距离法
    4.2 两站交会最小二乘估计改进算法
        4.2.1 两站交会最小二乘估计
        4.2.2 初始值的选取-最高精度取值法
    4.3 交会计算的极大似然估计方法
        4.3.1 目标的极大似然估计
        4.3.2 目标的坐标计算
    4.4 实验验证及精度分析
        4.4.1 最小二乘估计算法仿真计算分析
        4.4.2 极大似然估计精度分析
        4.4.3 估计算法分析选取
    4.5 本章小结
第五章 实验与系统测量精度分析
    5.1 火炮跳角实验分析
        5.1.1 图像实时处理平台
        5.1.2 跳角实验数据分析
    5.2 系统测量精度分析
        5.2.1 摄像机标定过程中的误差
        5.2.2 系统安装调控引起的误差
        5.2.3 图像算法引起的误差
        5.2.4 系统测量总体误差
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
图表目录
    图目录
    表目录
致谢
附录 在学期间学术成果情况
作者简介

四、火炮身管直线度检测数学模型研究(论文参考文献)

  • [1]基于激光三角法的火炮身管内径自动测量系统设计[D]. 张强. 中北大学, 2021(09)
  • [2]火炮身管多几何量集成测量机器人控制系统研发[D]. 莫宇博. 大连理工大学, 2021(01)
  • [3]多口径身管缠度缠角光学检测技术与系统研究[D]. 张野. 长春理工大学, 2021
  • [4]基于机器视觉的大口径火炮身管指向测量技术研究[D]. 齐寰宇. 石家庄铁道大学, 2021
  • [5]大型直缝焊管辊式四点弯曲多次压力矫直工艺[D]. 李智博. 燕山大学, 2021(01)
  • [6]基于脉冲激光加热系统的火炮身管材料热烧蚀研究[D]. 张朝红. 中北大学, 2021(09)
  • [7]深孔零件轴线直线度检测系统研究[D]. 王浩. 重庆理工大学, 2021
  • [8]大口径管道几何量非接触式测量关键技术研究[D]. 许高齐. 安徽工程大学, 2020(04)
  • [9]图像测量系统的现场标定与精确定位技术研究[D]. 韩兴东. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [10]基于图像视觉的火炮跳角测量方法研究[D]. 姜曼. 苏州科技大学, 2020(08)

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炮筒直线度检测数学模型研究
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