【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 像與監(jiān)視、圖像采集與處理、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊、系統(tǒng)同步、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制部分及供電電源等其它輔助設(shè)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(gè) CCD 攝像頭、一臺(tái)圖像監(jiān)視器、一臺(tái)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(hào)并送到圖像采集與處理計(jì)算機(jī)。為了保證故障圖像采集與處理計(jì)算機(jī)能夠以足夠的速度存儲(chǔ)故障圖像 ,處理與存儲(chǔ)圖像時(shí)不進(jìn)行顯示 ,因此 ,配置了一臺(tái)圖像監(jiān)視器 ,四路 CCD 攝像頭輸出的視頻信號(hào)經(jīng)一個(gè)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(tái)計(jì)算機(jī) ,它們通過(guò) PCI1407 圖像采集卡對(duì) CCD攝像頭攝取的微光瞄準(zhǔn)鏡圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理 ,判斷故障的類型并存儲(chǔ)故障圖像 以便進(jìn)行后續(xù)處理。 系統(tǒng)管理部分為一臺(tái)管理計(jì)算機(jī) ,附帶聲卡、音響、打印機(jī)和光盤刻錄機(jī) ,管理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)測(cè)試進(jìn)程的管理、測(cè)試數(shù)據(jù)的收集與整理 ,經(jīng)過(guò)必要的數(shù)據(jù)處理 ,得到可靠性試驗(yàn)報(bào)告所需要的故障類型、數(shù)量等統(tǒng)計(jì)結(jié)果 ,并完成報(bào)表生成與數(shù)據(jù)歸檔等工作。 9 圖 22 監(jiān)測(cè)以記錄分系統(tǒng)框圖 試驗(yàn)設(shè)備的工作過(guò)程 在電源啟動(dòng)時(shí) ,安裝在大、小積分球?qū)犹幍墓怆娞綔y(cè)器探測(cè)照明燈的發(fā)光強(qiáng)度 ,探測(cè)器將光源的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào) ,經(jīng)過(guò)放大器電壓跟隨器送入電器箱并顯示光強(qiáng)值 ,調(diào)節(jié)燈座位置使光強(qiáng)度值與標(biāo)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(duì)應(yīng)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(gè)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(jì)算機(jī) 2圖像采集與處理計(jì)算機(jī) 3圖像采集與處理計(jì)算機(jī) 4圖像采集與處理計(jì)算機(jī) 時(shí)統(tǒng)發(fā)生器 系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī) 以太網(wǎng)集線器 適配器 信號(hào)調(diào)理 光應(yīng)力源與電應(yīng)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(zhǔn)鏡工作的微光環(huán)境的模擬光 ,被試瞄準(zhǔn)鏡物 鏡處光照度值應(yīng)由選定的閃光有效光強(qiáng)測(cè)定儀定期采樣檢測(cè)。試驗(yàn)過(guò)程中 ,由于光應(yīng)力源的傳輸通道的參量是不變的 ,而被試瞄準(zhǔn)鏡物鏡處光照度值的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)值又是個(gè)相對(duì)值 ,故對(duì)其穩(wěn)定性監(jiān)測(cè) ,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(cè)來(lái)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(shí)現(xiàn) ,光電二極管將光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) ,經(jīng) sbit的刀 D采集 ,使其精度與采集頻率滿足監(jiān)測(cè)指標(biāo)要求。試驗(yàn)需要的照度等級(jí)由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)光闌承板繞軸系轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。瞄準(zhǔn)鏡的光探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)平行光管的物鏡 ,CCD 攝像機(jī)位于瞄準(zhǔn)鏡出瞳處瞄準(zhǔn)鏡 監(jiān)測(cè)其工作狀況 ,攝像頭把被試品的圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)并送到圖像采集與處理計(jì)算機(jī) ,計(jì)算機(jī)同時(shí)攝取和處理四路微光瞄準(zhǔn)鏡圖像 ,通過(guò)圖像處理、自動(dòng)判別、提取圖像故障 黑斑、亮點(diǎn)、閃光和忽明忽暗 ,實(shí)時(shí)記錄故障圖像 ,并且能在試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行處理和回放。 11 第三章 輕武器瞄準(zhǔn)具 輕武器瞄準(zhǔn)具種類及特點(diǎn) 輕武器瞄準(zhǔn)具的種類及特點(diǎn)： 光電技術(shù)在輕武器中的應(yīng)用首先是在瞄準(zhǔn)具中得到實(shí)踐，由于光電瞄準(zhǔn)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(zhǔn)具（鏡）的作用是在戰(zhàn)斗中實(shí)施瞄準(zhǔn)，提高武器的打擊精度。除了機(jī)械瞄準(zhǔn)具外，采用光電技術(shù)的輕武器瞄準(zhǔn)具可分為 3類： 1）光學(xué)瞄準(zhǔn) 具； 2）光電瞄準(zhǔn)具； 3）綜合瞄準(zhǔn)具。 機(jī)械瞄準(zhǔn)具 早期的輕武器瞄準(zhǔn)具是機(jī)械瞄準(zhǔn)具。機(jī)械瞄準(zhǔn)具是跟據(jù) 3點(diǎn)確定一條直線的原理進(jìn)行瞄準(zhǔn)的，射手根據(jù)判斷距離初步調(diào)節(jié)標(biāo)尺，眼睛通過(guò)照門和準(zhǔn)瞄準(zhǔn)目標(biāo)。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、價(jià)格便宜、便于維修，適用于手槍、步槍、機(jī)槍和火箭筒等近距離輕武器。瞄準(zhǔn)精度很大程度上取決于射手個(gè)人的訓(xùn)練水平和經(jīng)驗(yàn)。 光學(xué)瞄準(zhǔn)具 光學(xué)瞄準(zhǔn)具是應(yīng)用幾何光學(xué)原理和物理光學(xué)原理或應(yīng)用簡(jiǎn)單光源，結(jié)合機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)的。主要包括： 普通光學(xué)（望遠(yuǎn)鏡、潛望鏡）瞄準(zhǔn)具。這類瞄準(zhǔn)具主要由物鏡、標(biāo)尺分劃、目鏡、方向和高低調(diào)整機(jī)構(gòu)以及連接機(jī)構(gòu)組成，主要特點(diǎn)是瞄準(zhǔn)精度較高，瞄準(zhǔn)速度快，能更清楚地觀察目標(biāo)。 紅點(diǎn)瞄準(zhǔn)具或全息瞄準(zhǔn)具。這類瞄準(zhǔn)具專門為步槍和突擊步槍設(shè)計(jì)，有紅色發(fā)光點(diǎn)顯示器，無(wú)視差，在苛刻的戰(zhàn)場(chǎng)條件下射手也能用雙眼快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行瞄準(zhǔn)。 環(huán)形瞄準(zhǔn)具，這類瞄準(zhǔn)具是一種光學(xué)準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)具，放大率為，便于快速捕獲目標(biāo)。其工作原理為準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)， 瞄準(zhǔn)標(biāo)記是 1個(gè)圓環(huán)，瞄準(zhǔn)時(shí)可直接看到目標(biāo)和瞄準(zhǔn)標(biāo)記。 氚光瞄準(zhǔn)具，它由準(zhǔn)星、標(biāo)尺和氚光標(biāo)識(shí)器組成，在標(biāo)尺缺口的 2 側(cè)及準(zhǔn)星柱上都有 1個(gè)氚光標(biāo)識(shí)器，使士兵能在拂曉和黃昏情況下容易地識(shí)別武器上的表尺和準(zhǔn)星，迅速、準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。 光電瞄準(zhǔn)具 光電瞄準(zhǔn)具是應(yīng)用光電技術(shù)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)獲取和指示的，如微光瞄準(zhǔn)鏡、紅外瞄準(zhǔn)具（或熱瞄準(zhǔn)具）激光指示型瞄準(zhǔn)具等。 20 世紀(jì) 30 年代第二次世界大戰(zhàn)期間，在對(duì)夜間作戰(zhàn)的需求推動(dòng)下，英、美、蘇、德等國(guó)研制成功主動(dòng)紅外夜視儀 —— 零代微光夜視系統(tǒng)。主動(dòng)紅外瞄準(zhǔn)具一般包括 含紅外變像管的瞄準(zhǔn)鏡主體和紅外探照燈。 20 世紀(jì) 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(qiáng)器和光纖面板，可借助自然界的微弱光線觀察目標(biāo)，主要由物鏡、像增強(qiáng)器和目鏡組成。 20 世紀(jì) 70 年代初期第二代微光瞄準(zhǔn)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(lái)3 節(jié)像管串聯(lián)耦合的性能。 20 世紀(jì) 80年代初美國(guó)又研制成三代管，采用砷化鎵半導(dǎo)體光陰極來(lái)進(jìn)一步改善像管性能，使瞄準(zhǔn)具夜間作用距離進(jìn)一步提高。歐洲科學(xué)家參照三代微光技術(shù)原理，改善工藝，應(yīng)用新的高性能元件，研制出超二代像增強(qiáng)器，大量應(yīng)用到輕 武器瞄準(zhǔn)具中。目前美國(guó)已經(jīng)開始裝備第四代微光技術(shù)的輕武器瞄準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了輕武器晝夜寬照度范圍目標(biāo)瞄準(zhǔn)。 20 世紀(jì) 70 年代，美國(guó)研制出了激光瞄準(zhǔn)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(lái)照射目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)快速瞄準(zhǔn)。激光瞄準(zhǔn)具一般由垂直和水平方向調(diào)整機(jī)構(gòu)與激光器組成，主要特點(diǎn)是能雙目同時(shí)瞄準(zhǔn)，反應(yīng)時(shí)間快，射擊精度高，通 常在距離目標(biāo) 100m射擊 ,命中率為 100%。到了 20 世紀(jì) 80 年代，美國(guó)又研制出半導(dǎo)體近紅外 +紅外激光指示瞄準(zhǔn)具 ，與微光夜視眼鏡配合使用，成本更低。 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，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(cè)器為標(biāo)志，采用二維光機(jī)掃描，可實(shí)現(xiàn) 812181。m 的紅外目標(biāo)成像，主要用于反坦克武器等大型裝備。多元探測(cè)器和凝視型焦平面陣列二代、三代紅外探測(cè)器的發(fā)展大大改善了熱成像系統(tǒng)的性能，其中響應(yīng)在 35181。m 的三代凝視型焦平面探測(cè)器擴(kuò)展了熱成像響應(yīng)范圍。非制冷紅外探測(cè)器的出現(xiàn)使紅外熱成像技術(shù)逐步進(jìn)入輕武器瞄準(zhǔn)具領(lǐng)域。熱成像瞄準(zhǔn)具主要由紅外物鏡、探測(cè)器、信號(hào)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(diǎn)是完全以被動(dòng)方式工作，可穿過(guò)煙、霧、霾以及在全黑條件下觀瞄，晝夜兼用，作用距離遠(yuǎn)。 微光瞄準(zhǔn)鏡的結(jié)構(gòu)與組成 微光瞄準(zhǔn)鏡適用于武器夜間精確貓準(zhǔn)和觀察，是夜視瞄準(zhǔn)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(biāo) ,并瞄準(zhǔn)目標(biāo)射擊后還不易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)。該瞄準(zhǔn)鏡 借助夜間星光、月光和大氣輝光的光增強(qiáng)原理觀察、瞄準(zhǔn)目標(biāo) ,故很難被對(duì)方探測(cè)到。微光瞄準(zhǔn)鏡是帶有像增強(qiáng)器的特殊望遠(yuǎn)鏡 ,主要部件有物鏡、像增強(qiáng)器、目鏡和電源等 ,核心部件是像增強(qiáng)器。由于它能使微光增強(qiáng) ,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(zhǔn)鏡實(shí)物圖。微光瞄準(zhǔn)鏡的產(chǎn)品雖然有很多的規(guī)格型號(hào)，但關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)基本一樣。下面是其中一種型號(hào)的技術(shù)指標(biāo) :倍率 :。視場(chǎng) :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(wú)窮遠(yuǎn) 。夜視距離 :100m800m。 13 圖 31 微光瞄準(zhǔn)鏡實(shí)物圖 擁有較大相對(duì)孔徑的物鏡和較強(qiáng)光照度的像面是微光瞄準(zhǔn)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(qiáng)器。對(duì)于微光瞄準(zhǔn)鏡的電源不僅要求其能夠維持供應(yīng)電量 ,而且還需要能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)控制熒光屏上的畫面亮度。一旦目標(biāo)照射亮度提高 ,將會(huì)自動(dòng)減低熒光屏上所加的電壓 ,從而導(dǎo)致像增強(qiáng)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(huì)很高 。反之同理。通常將上述能自動(dòng)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(yīng)時(shí)間。在微弱光照度的環(huán)境下 ,微光瞄具工作時(shí)要求其目鏡出孔直徑與人眼在夜間時(shí)出孔直徑()相同。此項(xiàng)數(shù)值同一般目視系統(tǒng)的目鏡出瞳要略微偏大。對(duì)于目鏡的另外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (如放大率、視場(chǎng)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(qiáng)閃光應(yīng)力源 強(qiáng)閃光電路設(shè)計(jì)要求 采用單片機(jī)作為強(qiáng)閃光的驅(qū)動(dòng)器，控制閃光頻率。為了監(jiān)視閃光頻率，還設(shè)置了頻率顯示電路和設(shè)施。 對(duì)于脈沖閃光的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)，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(hào)，由單片機(jī)獲得的信號(hào)頻率經(jīng)過(guò)接口板送管理計(jì)算機(jī)處理，管理計(jì)算機(jī)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(cè)量程序，可采用此脈沖取一次平均值作為測(cè)量值，并根據(jù)測(cè)量需要編程。 ATemga16 芯片引腳編程及參數(shù)計(jì)算 若峰值功率 75W，電壓 24V，則電流： I=3. 2A24V75W ??電壓功率 （ ） 若 強(qiáng)閃光應(yīng)力源閃光時(shí)間 3 秒 /小時(shí)； 設(shè)可變時(shí)間 time，閃光時(shí)間 shine 為 3秒，程序如下： if(timeshine) { PORTB|=BIT(4)。//gao,燈亮 } else { PORTBamp。=~BIT(4)。 } 設(shè)置時(shí)間為 03599s，當(dāng) time 小于 shine,則燈亮，其他時(shí)間，燈滅。 閃光時(shí)間可調(diào)，調(diào)整范圍 1 秒 /小時(shí)到 10 秒 /小時(shí)。 當(dāng)掃描到單片機(jī) PD5 引腳時(shí)，閃光時(shí)間加 1，掃描到 PD6 引腳時(shí)，閃光時(shí)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(jī)介紹 圖 41 單片機(jī)示意圖 ATmega16 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及