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枪弹弹头无接触自动检测系统设计
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第 卷 第 期
2012
5
年 月
四 川 兵 工 学 报
【
】
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
050003)
:
，
，
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
:TP391
:A
:1006 － 0707(2012)05 － 0006 － 05
中图分类号
文献标识码
文章编号
，
，
1． 1
枪弹作为轻武器常规弹药之一 结构看似简单 但是属
机器视觉的发展
，
，
20 50 ，
机器视觉是在 世纪 年代从统计模式识别开始的
于批量性流水线加工 为保证枪弹的质量 提高零部件加工
。
，
，
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
过程的一致性和装配过程的一致性显得尤为重要 所以 枪
、
、
，
、
。20
弹生产过程中必须对弹头 弹壳 弹头等零部件进行严格的
识别 工件表面 显微图片和航空图片的分析和解释等
。
，
2
:
，
60 ，Roberts
世纪 年代 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 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
诸如立方体 楔形体 棱柱体等多面体的三维结构 并对物体
。
，
、
，
。Roberts
缝等 目前 我国枪弹检测手段 方法和设备还相当落后 几
形状及物体的空间关系进行描述
的研究工作开始
。Roberts
，
“
+
十年来产品在更新换代 但检测方式却长期处于 量具 人
了以理解三维场景为目的的三维机器视觉的研究
”
，
。
，
对积木世界的创造性研究给人们以极大的启发 许多人相
工 的传统阶段 停留在长检台上及肉眼检验质量 这种方
、
，
， ，
信 一旦由白色积木玩具组成的三维世界可以被理解 则可
式不但劳动强度高 费工时 而且由于人工检测的主观性造
、
，
。
。
，
成检测精度低 可靠性差 给枪弹的质量带来了潜在的隐患
以推广到理解更复杂的三维场景 于是 人们对积木世界进
，
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
， 、 ，
行了深入研究 研究的范围从边缘 角点等特征提取 到线
。
、
、
，
、
、
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
［1］
，
，
，
。
当然 国内对枪弹的检测也有相关研究 如张旭等 采
以及成像几何等 并建立了各种数据结构和推理规则 到了
12
，
工位高速检测转自模型设计测试系统 并使用位移传
20 70
世纪
，
［Guzman
用
年代 已经出现了一些视觉应用系统
［2］
;
1969，Mackworth 1973，］。20 70
，
感器测量相对位移差的方法来测量枪弹的尺寸 吴海江等
世纪
实验室正式开设 机器视觉
B． K． P． Horn
年代中期 麻省理工学
。
用计算机图像处理技术检测弹痕 但他们的研究对枪弹的
( MIT)
( AI)
“
”( Ma-
院
人工智能
，
。
chine Vision)
，
。
检测不全面 而且自动化程度不高 近年发展起来的机器视
课程 由国际著名学者
教授讲授
实验室吸引了国际上许多知名学者参与机器视
，David Marr
［3］
、
。
，MIT AI
觉用机器代替人眼进行目标对象的识别 判断和测量
通
同时
觉的理论 算法 系统设计的研究
1973 MIT AI
、
过对图像信息的获取 处理实现对目标对象的测量和识别
。
、
、
教授就是其中
实验室领导一个以博
，
相对于传统测量检验方法 机器视觉技术的最大优点是快
。
的一位 他于
年应邀在
、
、
，
、
，1977
“
”
速 准确 可靠与智能化 对提高产品检验的一致性 降低工
士生为主体的研究小组
年提出了不同于 积木世界
( computational vision) ，
该理论在
。
人劳动强度以及实现检测自动化 本文应用机器视觉技术
分析方法的计算视觉理论
，
，
20
80
世纪 年代成为机器视觉研究领域中的一个十分重要的
设计了枪弹弹头自动检测系统 在不接触弹头的情况下 实
。
。
，
20
现了对枪弹弹头尺寸的自动测量和重量的自动检测
理论框架 可以说 对机器视觉的全球性研究热潮是从
80 ， 20 80
世纪 年代开始的 到了 世纪
，
年代中期 机器视觉获
，
、
、
，
，
得了蓬勃发展 新概念 新方法 新理论不断涌现 比如 基于
1
无接触自动检测的理论基础
，
，
感知特征群的物体识别理论框架 主动视觉理论框架 视觉
集成理论框架等［4］ 到目前为止 机器视觉仍然是一个非常
，
，
。
，
无接触自动检测的理论基础是机器视觉技术 因此 下
，
面主要介绍一下机器视觉技术的发展和原理 以便为枪弹弹
，
活跃的研究领域 是目前国际上一种先进的检测技术
。2008
。
头的无接触自动检测系统设计提供参考
年河南科技大学的程转伟等提出把图像处理技术与缺陷专
:2012 － 03 － 27
收稿日期
:
(1978—) ， ，
，
，
。
作者简介 张亚军
男 硕士研究生 工程师 主要从事机电系统检测技术研究
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