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光学测量是靶场应用最早和最广泛的弹道测量和实况记录手段,干板式弹道相机作为一种固定等待式测量设备以其大视场、高精度,设备简单、使用方便和应用广泛等特点在靶场大量使用。先后批量生产了190、191和192等型号的干板式弹道相机,并广泛应用于导弹、卫星和常规兵器试验靶场科研试验任务中,不仅应用于导弹、火箭弹等目标的高精度弹道测量,也用于低精度弹道测量设备精度标校和鉴定。通过多次曝光获得运动目标在相机视场内干板上的目标影像,再通过对成像干板的冲洗判读就可以获得运动目标相对于测站的角位置信息。干板图象的判读可以通过工具显微镜、密度计测量仪和专用的弹道相机判读仪来完成。尽管采用CCD成像器件的电视测量系统已在逐步的取代传统的胶片式摄影测量和实况记录系统,但干板弹道相机的大画幅(180mm×180mm)是CCD探测器靶面所可望而不可及的,即使通过采用内、外靶面拼接也无法获得如此大的成像靶面,况且拼接也会带来许多无法解决的问题。也正因为如此,干板式弹道相机目前在靶场科研试验任务中仍起着不可替代的作用。 但成像干板的判读系统也存在着许多问题,判读效率低、人为误差大、处理周期长。成像干板的判读是通过人工判读投影到工作台上的一个一个目标影像来获取目标测量信息,十分繁琐复杂,效率低、质量差。科学技术的发展已极大的促进了图象扫描技术水平的不断提高。因此,利用扫描仪将干板图像直接扫入计算机中并进行相应的数据处理是实现干板图像数字化处理和自动判读的一种最佳方法。但普通扫描仪并非为高精度定位测量研制的产品,其扫描仪扫描过程中所带来的各种误差无法满足弹道相机高精度数据处理的要求。 本文内容是弹道相机干板图象自动分析判读系统研究的子课题。通过对扫描仪的工作原理、结构组成和运动规律等因素的分析,本文提出了扫描仪扫描图象光电转换过程中所带来的各种误差,确定了影响扫描精度的各种误差,分析了误差类型和模式;提出了同幅标定校正误差的方法,实现了对扫描仪扫描精度的控制和校正;并在此基础上研制了弹道相机干板图象自动分析判读系统。这在国内首次实现了干板图象的自动提取和判读,极大的提高了工作效率和质量。 第一章对课题背景和干板图像自动化提取和处理的基本原理做了简要介绍:第二章对目前商用扫描仪的误差畸变进行了分析;第三章分析了扫描误差和畸变的原因,提出了解决误差控制和校正的标定方法;第四章对扫描图像校正前后的结果进行了分析;第五章给出了本文的结论和应用前景的展望。