推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种通过图像处理方法对推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方 法，可对基于图像的烟雾遮蔽能力测试系统的校准，优化系统设置，提高测试结果的准确 性。
【背景技术】
[0002] 固体推进剂产生的烟雾场会衰减微波、激光及红外等制导信号，影响导弹的跟踪、 识别和命中精度，因而推进剂烟雾光遮蔽能力是推进剂特征信号的一个重要参数。
[0003] 传统的烟雾光学透过率测试方法属于点测试，光束穿过烟雾，光电传感器将其接 收并将光强度转化为电信号进行记录，计算烟雾的光透过率。在系统中可通过光源进行调 制以及衰减片标定，降低杂散光对测试系统的影响，提高测试结果的准确性。
[0004] 推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统，是利用图像传感器，记录发动机在工作冲程红 产生烟雾场对光学背景影响的图像序列，然后进行图像处理，获得烟雾遮蔽效果的光遮蔽 率。在该系统中，由于测试环境通常在室外，光学背景和光传感器都会受到环境光的印象， 传统的调制光源方法，无法消除环境光对测试系统精度的影响；衰减片标定的结果也会受 到环境光的影响。因此需要采用一种新的校准方法，能降低环境光对测试系统的影响，对系 统进行校准，保证测试结果的准确性。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术的不足和缺陷，本发明提出一种推进剂烟雾光遮蔽能力测试系 统的校准方法，能够推进剂烟雾遮蔽能力测试系统进行较准，优化系统参数设置，并对测试 结果进行校准，降低环境光对测试结果的影响，提高测试结果的准确性，该方法适用于推进 剂烟雾（红外、可见、0.808 ym激光）光遮蔽能力测试系统的校准。
[0006] 本发明提供的推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方法，测试系统中的光学背 景板需为黑白相间的条纹；检定时需配备一组已知透过率的衰减片，衰减片最少不得小于 3片，且透过率间隔尽量均匀。
[0007] 校准原理：光束通过烟雾时存在散射和吸收，透过率受许多因素的影响。在透过率 测试中以能量守恒定律为依据，以光入射前与透射后的能量为基础来计算透过率。测试依 据的基本原理是朗伯-贝尔定律，测试光透过烟雾后的光强与透过前的光强，其比值即为 透过率又称透射系数或透射率。如下式所示：
【主权项】
1. 一种推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方法，其特征在于步骤如下： (a)使用一组已知透过率分别为T(1)、T似…T(n)的衰减片依次对测试系统的光 学镜头进行遮挡，测试系统分别记录镜头被镜头盖全遮挡的图像P。和被不同衰减片遮挡后 的光学背景图像Pi、P2、…P"W及无遮挡时的光学背景图像P。+1; 化）将图像序列P。、Pi、P2、…P。、P。,进行统一裁剪操作，去除光学背景W外的部分图 像，并转为灰度图像，形成新的图像序列F。、Fl、F2、…F。、F。+l;若无光学背景W外部分图像， 可直接转换为灰度图像； (C)利用图像F。,冲的黑白色块对图像F。+汾区，将图像F。4划分成分区阵列AU，保证 每个分区内图像基本为纯色色块； (d) 计算图像序列Fc、Fi、F2、…F"、Fw在分区阵列A。区域内的平均灰度M(k，i，_j); 其中参数k表示图像Fk的序列号，参数i、j表示在图像Fk的分区阵列Au中的位置； (e) 计算图像序列F"、Fi、F2、…F"、F"+冲各区域的透过率T(kgUi)=六占;; 讯利用噪声对黑白色块的透过率影响的不同，利用分区阵列Ay中相邻的异色区域对 本区域的透过率作修正，得到T'化，i，j); (g)利用分区阵列Au区域的修正透过率T'化，i，j)和已知衰减透过率0,T(1)、T似…T(n)、100%分段拟合出分区阵列A。区域的校准曲线Y(i，_j) =m-X(i，_j)+k; 似根据步骤（g)获取的分区阵列A。区域的校准曲线Y(i，如=m-X(i，^+k，判断 系统响应特性；若理想，可直接进行步骤（j);若不理想，对测试系统进行调整，重复步骤 (a)~化）； a)利用步骤（g)获取的分区阵列Ay区域的校准曲线Y(i，^ =m，X(i，^+k对测试 系统的测试结果中对相应区域透过率进行校准。
2. 根据权利要求1所述的推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方法，其特征在于步 骤（a)中所述一组已知透过率分别为T(1)、T似…T(n)的衰减片，n不小于3,且T(1)、 T(2)'''T(n)间隔均匀。
3. 根据权利要求1所述的推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方法，其特征在于步 骤（d)中计算图像序列Fn、Fi、F2、…F"、F。,在分区阵列A。区域内的平均灰度M(k，i，_j) 时，图像Fw中相应区域Au存在异色的像素不参与计算。
【专利摘要】本发明是一种通过图像处理方法对推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的校准方法。本方法通过对推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统获取的被已知透过率的衰减片遮挡的光学背景图像进行图形处理，根据光学背景中黑、白色区的灰度及其分布特征，通过数学模型处理，消除环境因素对测量结果中烟雾场的光透过率的影响。相对于推进剂烟雾的点测量方式，推进剂烟雾光遮蔽能力测试系统的测试对象面积较大，且处于相对开放的测试环境中，常规的抗干扰降低噪声的手段效果无法使用，采用该方法将有效的提高测试系统的测试精度。
【IPC分类】G01N21-61
【公开号】CN104849241
【申请号】CN201510245808
【发明人】赵凤起, 孙美, 刘科祥, 王长健, 臧明相, 许毅, 仪建华, 蔡德芳, 罗阳, 吴俊 , 苏蕊, 张鹏, 于文杰, 魏志刚
【申请人】西安近代化学研究所, 西安电子科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月14日