【文章內(nèi)容簡介】 圖像采集與處理、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡通訊、系統(tǒng)同步、狀態(tài)監(jiān)測與控制部分及供電電源等其它輔助設備組成 ,系統(tǒng)框圖如圖 22 所示。 攝像與監(jiān)視部分包括四個 CCD 攝像頭、一臺圖像監(jiān)視器、一臺視頻切換器及 CCD 電源。 CCD 攝像頭把被試品的圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號并送到圖像采集與處理計算機。為了保證故障圖像采集與處理計算機能夠以足夠的速度存儲故障圖像 ,處理與存儲圖像時不進行顯示 ,因此 ,配置了一臺圖像監(jiān)視器 ,四路 CCD 攝像頭輸出的視頻信號經(jīng)一個四選一視頻切換器輸出到圖像監(jiān)視器上。 圖像采集與處理部分為四臺計算機 ,它們通過 PCI1407 圖像采集卡對 CCD攝像頭攝取的微光瞄準鏡圖像進行實時采集處理 ,判斷故障的類型并存儲故障圖像 以便進行后續(xù)處理。 系統(tǒng)管理部分為一臺管理計算機 ,附帶聲卡、音響、打印機和光盤刻錄機 ,管理計算機負責測試進程的管理、測試數(shù)據(jù)的收集與整理 ,經(jīng)過必要的數(shù)據(jù)處理 ,得到可靠性試驗報告所需要的故障類型、數(shù)量等統(tǒng)計結(jié)果 ,并完成報表生成與數(shù)據(jù)歸檔等工作。 9 圖 22 監(jiān)測以記錄分系統(tǒng)框圖 在電源啟動時 ,安裝在大、小積分球?qū)犹幍墓怆娞綔y器探測照明燈的發(fā)光強度 ,探測器將光源的光信號轉(zhuǎn)變成電信號 ,經(jīng)過放大器電壓跟隨器送入電器箱并顯示光強值 ,調(diào)節(jié)燈座位置使光強度值與標稱值一致 ,則燈絲位于積分球的中心。光源發(fā)出的光經(jīng)小積分球漫射后經(jīng)出射孔出射 ,出射孔口徑有四種 ,分別對應四種光照度。 射向帶有法蘭盤 (可以從積分球頂部的定位孔中方便抽出 )通光孔的大積分球內(nèi)的光經(jīng)大積分球的多次漫反射后形成均勻的光照度 ,由四個出射孔射向帶有視頻切換器 圖像監(jiān)視器 CCD CCD CCD CCD 1圖像采集與處理計算機 2圖像采集與處理計算機 3圖像采集與處理計算機 4圖像采集與處理計算機 時統(tǒng)發(fā)生器 系統(tǒng)管理計算機 以太網(wǎng)集線器 適配器 信號調(diào)理 光應力源與電應力源 UPS電源 10 分辮率板的平行光管形成平行光 ,這就是微光瞄準鏡工作的微光環(huán)境的模擬光 ,被試瞄準鏡物 鏡處光照度值應由選定的閃光有效光強測定儀定期采樣檢測。試驗過程中 ,由于光應力源的傳輸通道的參量是不變的 ,而被試瞄準鏡物鏡處光照度值的穩(wěn)定性監(jiān)測值又是個相對值 ,故對其穩(wěn)定性監(jiān)測 ,可改由小積分球出口處附近的光照度值穩(wěn)定性的監(jiān)測來替代 ,還可借助在小積分球靠近出口處的內(nèi)壁上放置光電二極管實現(xiàn) ,光電二極管將光強轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,經(jīng) sbit的刀 D采集 ,使其精度與采集頻率滿足監(jiān)測指標要求。試驗需要的照度等級由步進電機通過傳動齒輪帶動光闌承板繞軸系轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。瞄準鏡的光探測器對準平行光管的物鏡 ,CCD 攝像機位于瞄準鏡出瞳處瞄準鏡 監(jiān)測其工作狀況 ,攝像頭把被試品的圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號并送到圖像采集與處理計算機 ,計算機同時攝取和處理四路微光瞄準鏡圖像 ,通過圖像處理、自動判別、提取圖像故障 黑斑、亮點、閃光和忽明忽暗 ,實時記錄故障圖像 ,并且能在試驗結(jié)束后進行處理和回放。 11 第三章 輕武器瞄準具 輕武器瞄準具種類及特點 輕武器瞄準具的種類及特點： 光電技術(shù)在輕武器中的應用首先是在瞄準具中得到實踐，由于光電瞄準具可提高武器的打擊精度和殺傷力，因此逐漸成為現(xiàn)代輕武器不可分割的組成部分 。 輕武器瞄準具（鏡）的作用是在戰(zhàn)斗中實施瞄準，提高武器的打擊精度。除了機械瞄準具外，采用光電技術(shù)的輕武器瞄準具可分為 3 類： 1）光學瞄準 具； 2）光電瞄準具； 3）綜合瞄準具。 機械瞄準具 早期的輕武器瞄準具是機械瞄準具。機械瞄準具是跟據(jù) 3點確定一條直線的原理進行瞄準的，射手根據(jù)判斷距離初步調(diào)節(jié)標尺，眼睛通過照門和準瞄準目標。特點是結(jié)構(gòu)堅固、價格便宜、便于維修，適用于手槍、步槍、機槍和火箭筒等近距離輕武器。瞄準精度很大程度上取決于射手個人的訓練水平和經(jīng)驗。 光學瞄準具 光學瞄準具是應用幾何光學原理和物理光學原理或應用簡單光源，結(jié)合機械裝置實現(xiàn)瞄準的。主要包括： 普通光學（望遠鏡、潛望鏡）瞄準具。這類瞄準具主要由物鏡、標尺分劃、目鏡、方向和高低調(diào)整機構(gòu)以及連接機構(gòu)組成，主要特點是瞄準精度較高，瞄準速度快，能更清楚地觀察目標。 紅點瞄準具或全息瞄準具。這類瞄準具專門為步槍和突擊步槍設計，有紅色發(fā)光點顯示器，無視差，在苛刻的戰(zhàn)場條件下射手也能用雙眼快速、準確地進行瞄準。 環(huán)形瞄準具，這類瞄準具是一種光學準直瞄準具，放大率為，便于快速捕獲目標。其工作原理為準直瞄準， 瞄準標記是 1個圓環(huán)，瞄準時可直接看到目標和瞄準標記。 氚光瞄準具，它由準星、標尺和氚光標識器組成，在標尺缺口的 2側(cè)及準星柱上都有 1個氚光標識器，使士兵能在拂曉和黃昏情況下容易地識別武器上的表尺和準星，迅速、準確地瞄準目標。 光電瞄準具 光電瞄準具是應用光電技術(shù)原理來實現(xiàn)目標獲取和指示的，如微光瞄準鏡、紅外瞄準具（或熱瞄準具）激光指示型瞄準具等。 20 世紀 30 年代第二次世界大戰(zhàn)期間，在對夜間作戰(zhàn)的需求推動下，英、美、蘇、德等國研制成功主動紅外夜視儀 —— 零代微光夜視系統(tǒng)。主動紅外瞄準具一般包括 含紅外變像管的瞄準鏡主體和紅外探照燈。 20 世紀 60 年代出現(xiàn)一代微光 12 夜視儀，采用銻鉀鈉銫多堿光陰極像增強器和光纖面板，可借助自然界的微弱光線觀察目標，主要由物鏡、像增強器和目鏡組成。 20 世紀 70 年代初期第二代微光瞄準具 —— “星光鏡“開始裝備，它使用了微通道板，使 1 節(jié)像管具有原來3 節(jié)像管串聯(lián)耦合的性能。 20 世紀 80 年代初美國又研制成三代管，采用砷化鎵半導體光陰極來進一步改善像管性能，使瞄準具夜間作用距離進一步提高。歐洲科學家參照三代微光技術(shù)原理，改善工藝，應用新的高性能元件，研制出超二代像增強器，大量應用到輕 武器瞄準具中。目前美國已經(jīng)開始裝備第四代微光技術(shù)的輕武器瞄準具，它采用低離子反饋微通道板、門控電源，具有更高性能的靈敏度和分辨率，實現(xiàn)了輕武器晝夜寬照度范圍目標瞄準。 20 世紀 70 年代，美國研制出了激光瞄準具，采用與輕武器槍管軸線一致的激光器，以可見或不可見波段的激光光束來照射目標，實現(xiàn)快速瞄準。激光瞄準具一般由垂直和水平方向調(diào)整機構(gòu)與激光器組成，主要特點是能雙目同時瞄準，反應時間快，射擊精度高，通 常在距離目標 100m射擊 ,命中率為 100%。到了 20 世紀 80 年代，美國又研制出半導體近紅外 +紅外激光指示瞄準具 ，與微光夜視眼鏡配合使用，成本更低。 20 世紀 70 年代以來，紅外熱成像技術(shù)得到迅速發(fā)展。一代熱像儀以使用制冷型碲鎘汞探測器為標志，采用二維光機掃描，可實現(xiàn) 812181。m的紅外目標成像，主要用于反坦克武器等大型裝備。多元探測器和凝視型焦平面陣列二代、三代紅外探測器的發(fā)展大大改善了熱成像系統(tǒng)的性能，其中響應在 35181。m 的三代凝視型焦平面探測器擴展了熱成像響應范圍。非制冷紅外探測器的出現(xiàn)使紅外熱成像技術(shù)逐步進入輕武器瞄準具領域。熱成像瞄準具主要由紅外物鏡、探測器、信號處理電路、顯示器及目鏡等組成（一代和二代系統(tǒng)還有掃描系統(tǒng)、致冷器和氣瓶）。其主要特點是完全以被動方式工作，可穿過煙、霧、霾以及在全黑條件下觀瞄，晝夜兼用，作用距離遠。 微光瞄準鏡適用于武器夜間精確貓準和觀察，是夜視瞄準鏡的一種。在沒有任何人工光源照明的情況下，射手可以用它觀察目標 ,并瞄準目標射擊后還不易被對方發(fā)現(xiàn)。該瞄準鏡 借助夜間星光、月光和大氣輝光的光增強原理觀察、瞄準目標 ,故很難被對方探測到。微光瞄準鏡是帶有像增強器的特殊望遠鏡 ,主要部件有物鏡、像增強器、目鏡和電源等 ,核心部件是像增強器。由于它能使微光增強 ,所以人們可以在極低照度情況下有效地獲取景物圖像信息。如圖 31 所示是微光瞄準鏡實物圖。微光瞄準鏡的產(chǎn)品雖然有很多的規(guī)格型號，但關(guān)鍵技術(shù)指標基本一樣。下面是其中一種型號的技術(shù)指標 :倍率 :。視場 :10176。出瞳直徑 Φ6mm。出瞳距離 30mm。電源電壓 DC3V。重量 :小于 。調(diào)焦范圍 :10m 到無窮遠 。夜視距離 :100m800m。 13 圖 31 微光瞄準鏡實物圖 擁有較大相對孔徑的物鏡和較強光照度的像面是微光瞄準系統(tǒng)最基本的技 術(shù)要求。光陰極所能接受到的光照度不足以在熒光屏上觀察到 ,因此還需要高亮度增益的像增強器。對于微光瞄準鏡的電源不僅要求其能夠維持供應電量 ,而且還需要能夠自動調(diào)節(jié)控制熒光屏上的畫面亮度。一旦目標照射亮度提高 ,將會自動減低熒光屏上所加的電壓 ,從而導致像增強器的亮度增益減小 ,可以控制熒光屏所輸出的圖像的亮度將不會很高 。反之同理。通常將上述能自動調(diào)節(jié)熒光屏圖像亮度的電源電路稱為 ABC 電路 ,它大約需要 的反應時間。在微弱光照度的環(huán)境下 ,微光瞄具工作時要求其目鏡出孔直徑與人眼在夜間時出孔直徑()相同。此項數(shù)值同一般目視系統(tǒng)的目鏡出瞳要略微偏大。對于目鏡的另外技術(shù)標準 (如放大率、視場角、出孔距離、工作距離等 )與平常直視成像儀器是相同的。 14 第四章 強閃光應力源 強閃光電路設計要求 采用單片機作為強閃光的驅(qū)動器，控制閃光頻率。為了監(jiān)視閃光頻率，還設置了頻率顯示電路和設施。 對于脈沖閃光的驅(qū)動和檢測，電腦方法是最佳手段。首先要將脈沖經(jīng)光電傳感器轉(zhuǎn) 換為脈沖電信號，由單片機獲得的信號頻率經(jīng)過接口板送管理計算機處理，管理計算機接口板包括輸入接口，采集卡和緩沖寄存器，接口板插入電腦的工 SA 插槽，編制好測量程序，可采用此脈沖取一次平均值作為測量值，并根據(jù)測量需要編程。 ATemga16 芯片引腳編程及參數(shù)計算 若峰值功率 75W，電壓 24V，則電流： I=3. 2A24V75W ??電壓功率 （ ） 若 強閃光應力源閃光時間 3 秒 /小時； 設可變時間 time，閃光時間 shine 為 3 秒，程序如下： if(timeshine) { PORTB|=BIT(4)。//gao,燈亮 } else { PORTBamp。=~BIT(4)。 } 設置時間為 03599s，當 time 小于 shine,則燈亮，其他時間，燈滅。 閃光時間可調(diào)，調(diào)整范圍 1 秒 /小時到 10 秒 /小時。 當掃描到單片機 PD5 引腳時，閃光時間加 1，掃描到 PD6 引腳時，閃光時間減 ： (詳情見附錄 ) while(1) { uint m。 if(key_press()) { delay_ms(50)。 if(key_press()) 15 { m=PIND。 mamp。=0b11100000。 switch(m) { case 0b11000000 : shine+=1。 showshine(shine)。 break。//1 case 0b10100000 : shine=1。 showshine(shine)。 break。//2 ATmega 單片機介紹 圖 41 單片機示意圖 ATmega16 是基于增強的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周