一种电子分划装表精度标定方法及系统

技术领域

本发明涉及瞄具标定领域，具体涉及一种电子分划装表精度标定方法及系统。

背景技术

瞄具，用于帮助使用者准确、方便、快速地命中目标。为达到这一目的，一般使用分划来帮助使用者定位目标，并提供距离测量等其他的辅助。瞄具的瞄准能力是衡量瞄具性能的关键指标，装表量对应瞄具所瞄准目标的距离，以密位为单位，如果瞄具装表量值不稳定不精确，将直接影响武器系统的命中误差。因此，对电子分划装表精度进行标定就尤为重要。

装表精度是瞄具定型试验阶段的关键评判指标，它衡量了瞄具显示系统所标定的角位移与目标实际偏离瞄线的角位移的精度误差。目前，装表精度的标定方法通常采用读取高精度的二维转台转动量的方式，但这种方法不可避免的受限于二维转台所存在的步进电机步长、齿轮空回、电脉冲丢等现场所造成的较大的误差，而且电动二维转台需在计算机或控制器的操控下以一定细分步长，不断逼近对准，这种操作流程存在一定的操作难度，标定效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电子分划装表精度标定方法及系统，在提高标定效率的同时还可以提高标定精度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电子分划装表精度标定方法，包括以下步骤；

S1，将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，在任一子视场内，通过经纬仪进行S型线测试，得到S型线上均匀分布的各测试点的经纬仪数据；

S2，对各测试点的经纬仪数据进行数据拟合，得到整个视场图像像素点的密位值；

S3，将整个视场图像划分为多个区块，分别为每个区块设置对应的密位转换参数；

S4，根据整个视场图像中任一像素点的密位值，计算出该像素点的弹着点密位偏移值；

S5，基于该像素点所在区块的密位转换参数，将该像素点的弹着点密位偏移值转换成弹着点密位偏移值坐标；

S6，基于该像素点的弹着点密位偏移值坐标，标定该像素点的弹着点坐标。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在所述S1中，将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场的具体实现为，采用十字交叉的第一划分轴和第二划分轴将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，第一划分轴与第二划分轴的交叉点为瞄具的电子分划中心。

进一步，在所述S1中，通过经纬仪进行S型线测试的具体步骤为，

S11，调整经纬仪，使经纬仪在水平和竖直方向上处于调平状态；

S12，将处于调平状态的经纬仪对准瞄具，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S13，以瞄具的电子分划中心为起始点，保持第二划分轴的坐标值不变，以预设步长向第一划分轴的第一预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S14，以所述S13中的当前测试点为起始点，重复执行所述S13，直至当前测试点为整个视场在第一划分轴上的临界点；

S15，将所述S14中的临界点作为起始点，保持第一划分轴的坐标值不变，以预设步长向第二划分轴的预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S16，以所述S15中的当前测试点为起始点，保持第二划分轴的坐标值不变，以预设步长向第一划分轴的第二预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S17，以所述S16中的当前测试点为起始点，重复执行所述S16，直至当前测试点位于第二划分轴上；

S18，以位于第二划分轴上的当前测试点为起始点，保持第一划分轴的坐标值不变，以预设步长向第二划分轴的预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S19，以所述S18中的当前测试点为起始点，重复执行所述S13至S18，直至所述S18中的当前测试点为整个视场在第二划分轴上的临界点，完成在任一子视场内的S型线测试；

其中，第一预设方向与第二预设方向相反，每次记录的经纬仪的读数即为S型线上对应测试点的经纬仪数据。

进一步，在所述S11具体为，调整经纬仪的基座调整旋钮，使经纬仪的电子气泡分别处于圆水准器和长水准器的中心，此时经纬仪在水平和竖直方向上处于调平状态。

进一步，在所述S13至S19中，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，具体为，调整经纬仪的微动手轮，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合。

进一步，所述经纬仪数据具体为通过经纬仪测量得到的方位角和俯仰角。

进一步，所述S4具体为，

S41，在整个视场图像中任选两个像素点，且选取的两个像素点之间的距离满足预设距离，将其中一个像素点作为原点，另一个像素点作为参考点；

S42，将原点的密位值以及参考点的密位值进行线性插值，拟合出原点的像素与角度的对应关系；

S43，基于弹道解算方法对原点的像素与角度的对应关系进行解算，得到原点的弹着点密位偏移值；

其中，原点为整个视场图像中的任一像素点。

进一步，所述S5具体为，

S51，根据所有区块的密位转换参数，形成坐标点与密位对应关系的系数矩阵；

S52，根据原点的坐标，在所述系数矩阵中进行查找，查找出原点所属区块的密位转换参数；

S53，根据原点所属区块的密位转换参数对原点的弹着点密位偏移值进行转换，得到原点的弹着点密位偏移值坐标。

进一步，所述S6具体为，将原点的弹着点密位偏移值坐标加上原点的坐标，得到原点的弹着点坐标，将原点的弹着点坐标标定在屏幕中。

基于上述一种电子分划装表精度标定方法，本发明还提供一种电子分划装表精度标定系统。

一种电子分划装表精度标定系统，包括以下模块，

S型线测试模块，其用于将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，在任一子视场内，通过经纬仪进行S型线测试，得到S型线上均匀分布的各测试点的经纬仪数据；

数据拟合模块，其用于对各测试点的经纬仪数据进行数据拟合，得到整个视场图像像素点的密位值；

区块划分以及参数设置模块，其用于将整个视场图像划分为多个区块，分别为每个区块设置对应的密位转换参数；

弹着点密位偏移值计算模块，其用于根据整个视场图像中任一像素点的密位值，计算出该像素点的弹着点密位偏移值；

弹着点密位偏移值转换模块，其用于基于该像素点所在区块的密位转换参数，将该像素点的弹着点密位偏移值转换成弹着点密位偏移值坐标；

弹着点坐标标定模块，其用于基于该像素点的弹着点密位偏移值坐标，标定该像素点的弹着点坐标。

本发明的有益效果是：本发明一种电子分划装表精度标定方法及系统利用瞄具视场具有对称性的特质，仅测试1/4瞄具视场，能够有效的在保证测试效果的情况下尽量减少测试点数目，简化测试过程，提高测试效率；测试点分布均匀有规律，测试数据整理便捷且可靠性强；在弹着点密位偏移值转换的过程中，不使用统一的密位转换参数，而是在不同的区块中设对应的密位转换参数，将每一像素对应相应的角度进行换算，极大弥补了镜头畸变带来的误差，使得电子分划的装表精度得以提高。

附图说明

图1为本发明一种电子分划装表精度标定方法的整体流程框图；

图2为本发明一种电子分划装表精度标定方法中S型线测试的流程图；

图3为本实施例中进行S型线测试形成的S型线的示意图；

图4为本发明一种电子分划装表精度标定系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种电子分划装表精度标定方法，包括以下S1-S6；

S1，将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，在任一子视场内，通过经纬仪进行S型线测试，得到S型线上均匀分布的各测试点的经纬仪数据。

在所述S1中，将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场的具体实现为，采用十字交叉的第一划分轴和第二划分轴将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，第一划分轴与第二划分轴的交叉点为瞄具的电子分划中心。

如图2所示，在所述S1中，通过经纬仪进行S型线测试的具体步骤为，

S11，调整经纬仪，使经纬仪在水平和竖直方向上处于调平状态；所述S11实现的具体方案为，调整经纬仪的基座调整旋钮，使经纬仪的电子气泡分别处于圆水准器和长水准器的中心，此时经纬仪在水平和竖直方向上处于调平状态；

S12，将处于调平状态的经纬仪对准瞄具，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数(经纬仪的读数具体为经纬仪上显示的方位角和俯仰角)；

S13，以瞄具的电子分划中心为起始点，保持第二划分轴的坐标值不变，以预设步长向第一划分轴的第一预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点(此时在经纬仪视场中可以看到两分划中心已经分离)，调整经纬仪(具体为调整经纬仪的微动手轮)，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S14，以所述S13中的当前测试点为起始点，重复执行所述S13，直至当前测试点为整个视场在第一划分轴上的临界点；

S15，将所述S14中的临界点作为起始点，保持第一划分轴的坐标值不变，以预设步长向第二划分轴的预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S16，以所述S15中的当前测试点为起始点，保持第二划分轴的坐标值不变，以预设步长向第一划分轴的第二预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S17，以所述S16中的当前测试点为起始点，重复执行所述S16，直至当前测试点位于第二划分轴上；

S18，以位于第二划分轴上的当前测试点为起始点，保持第一划分轴的坐标值不变，以预设步长向第二划分轴的预设方向移动经纬仪的电子分划至当前测试点，调整经纬仪，使经纬仪的电子分划中心与瞄具的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的读数；

S19，以所述S18中的当前测试点为起始点，重复执行所述S13至S18，直至所述S18中的当前测试点为整个视场在第二划分轴上的临界点，完成在任一子视场内的S型线测试；

其中，第一预设方向与第二预设方向相反，每次记录的经纬仪的读数即为S型线上对应测试点的经纬仪数据。

下面以瞄具的整个视场的分辨率为1024*768为例进行说明S型线测试的具体过程。

由于瞄具的整个视场的分辨率为1024*768，且对称，故采用十字交叉的第一划分轴和第二划分轴将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，令第一划分轴为X轴，第二划分轴为Y轴，X轴与Y轴的交点为(512,0)。

第一步，调整经纬仪的基座调整旋钮，使电子气泡分别处于圆水准器和长水准器的中心，此时视为经纬仪在水平和竖直方向处于调平状态。

第二步，使瞄具的电子分划中心(512,0)与经纬仪的电子分划中心重合，记录此时经纬仪的数值，并作为第一个测试点的数据记录。

第三步，以(512,0)为起始点，以50pix的步长(此为本实施例中的预设步长)向X轴(此为本实施例中的第一划分轴)负向(此为本实施例中的第一预设方向)水平移动经纬仪的电子分划，以此作为下一个测试点。此时在经纬仪视场中可以看到两分划中心已经分离，调节微动手轮将经纬仪电子分划中心与瞄具的电子分划中心完全重合，读出经纬仪显示屏上的方位角和俯仰角，得到第二个测试点的数据记录。

第四步，重复步骤三；将经纬仪的电子分划向X轴负向移动50pix，到达下一个测试点，并依次记录经纬仪每次的读数。

第五步，将经纬仪的电子分划向X轴负向移动，到达X轴的左侧，X轴左侧的最后一个测试点为整个视场的临界点，到达瞄具左侧视场临界点后，保持X轴坐标值不变，将经纬仪的电子分划向Y轴(此为本具体实施例中的第二划分轴)正向(此为本具体实施例中的预设方向)移动50pix，并以此时的位置作为测试点记录数据。

第六步，保持经纬仪的电子分划的Y轴坐标值不变，然后以50pix的步长向x轴正向(此为本具体实施例中的第二预设方向)水平移动，并以此时的位置作为测试点记录数据。

第七步，重复步骤六，直至经纬仪的电子分划到达起始点正上方50pix处，保持X轴坐标值不变，再向Y轴正向移动50pix，作为下一个测试点并记录数据。

第八步，以第七步中的测试点为起始点，重复执行第三步至第七步，以S型线的测试方式完成测量四分之一视场内各测试点的方位角和俯仰角数据记录。

以此实施例形成的S型线如图3所示；其中，S型线位于第二象限内。

在其他的实施例中，第一划分轴还可以为Y轴，第二划分轴还可以为X轴。

在其他的实施例中，第一预设方向可以为负向，第二预设方向可以为正向。

在其他的实施例中，预设方向可以为负向。

在其他的实施例中，预设步长可以根据实际需要合理设置。

S2，对各测试点的经纬仪数据进行数据拟合，得到整个视场图像像素点的密位值。

由于瞄具的整个视场对称，且S型测试时的测试点分布均匀，所以可以通过整个视场的四分之一来拟合整个视场的密位值。

S3，将整个视场图像划分为多个区块，分别为每个区块设置对应的密位转换参数。

考虑到镜头畸变因素，在一帧图像中，图像中的不同位置，像素点坐标和密位的转换关系不尽相同，不能采用单一的算法进行转换；所以本发明将整个视场划分为多个区块，每个区块设置对应的密位转换参数，极大降低了镜头畸变对密位转换参数产生的影响。

S4，根据整个视场图像中任一像素点的密位值，计算出该像素点的弹着点密位偏移值。

所述S4具体为，

S41，在整个视场图像中任选两个像素点，且选取的两个像素点之间的距离满足预设距离，将其中一个像素点作为原点，另一个像素点作为参考点(在本具体实施例中，参考点相对于原点较远，满足预设距离可以认为参考点与原点之间的距离在预设距离值之上，也可以认为参考点与原点之间的距离在预设距离范围值之内)；

S42，将原点的密位值以及参考点的密位值进行线性插值，拟合出原点的像素与角度的对应关系；

S43，基于弹道解算方法对原点的像素与角度的对应关系进行解算，得到原点的弹着点密位偏移值；

其中，原点为整个视场图像中的任一像素点。

S5，基于该像素点所在区块的密位转换参数，将该像素点的弹着点密位偏移值转换成弹着点密位偏移值坐标。

所述S5具体为，

S51，根据所有区块的密位转换参数，形成坐标点与密位对应关系的系数矩阵；

S52，根据原点的坐标，在所述系数矩阵中进行查找，查找出原点所属区块的密位转换参数；

S53，根据原点所属区块的密位转换参数对原点的弹着点密位偏移值进行转换，得到原点的弹着点密位偏移值坐标。

需要说明的是：整个视场图像划分的区块越细致，得到的坐标点和密位值越精确。

S6，基于该像素点的弹着点密位偏移值坐标，标定该像素点的弹着点坐标。

所述S6具体为，将原点的弹着点密位偏移值坐标加上原点的坐标，得到原点的弹着点坐标，将原点的弹着点坐标标定在屏幕中。例如，将在图像右下角显示标定的弹着点坐标，通过按键的上下左右移动可以手动调整弹着点的位置，移动步长为一个像素。

本发明一种电子分划装表精度标定方法利用瞄具视场具有对称性的特质，仅测试1/4瞄具视场，能够有效的在保证测试效果的情况下尽量减少测试点数目，简化测试过程，提高测试效率；测试点分布均匀有规律，测试数据整理便捷且可靠性强；在弹着点密位偏移值转换的过程中，不使用统一的密位转换参数，而是在不同的区块中设对应的密位转换参数，将每一像素对应相应的角度进行换算，极大弥补了镜头畸变带来的误差，使得电子分划的装表精度得以提高。

基于上述一种电子分划装表精度标定方法，本发明还提供一种电子分划装表精度标定系统。

如图4所示，一种电子分划装表精度标定系统，所述电子分划装表精度标定系统用于实现上述所述的电子分划装表精度标定方法，本发明的系统包括以下模块，

S型线测试模块，其用于将瞄具的整个视场平均划分为对称的四个子视场，在任一子视场内，通过经纬仪进行S型线测试，得到S型线上均匀分布的各测试点的经纬仪数据；

数据拟合模块，其用于对各测试点的经纬仪数据进行数据拟合，得到整个视场图像像素点的密位值；

区块划分以及参数设置模块，其用于将整个视场图像划分为多个区块，分别为每个区块设置对应的密位转换参数；

弹着点密位偏移值计算模块，其用于根据整个视场图像中任一像素点的密位值，计算出该像素点的弹着点密位偏移值；

弹着点密位偏移值转换模块，其用于基于该像素点所在区块的密位转换参数，将该像素点的弹着点密位偏移值转换成弹着点密位偏移值坐标；

弹着点坐标标定模块，其用于基于该像素点的弹着点密位偏移值坐标，标定该像素点的弹着点坐标。

本发明一种电子分划装表精度标定系统利用瞄具视场具有对称性的特质，仅测试1/4瞄具视场，能够有效的在保证测试效果的情况下尽量减少测试点数目，简化测试过程，提高测试效率；测试点分布均匀有规律，测试数据整理便捷且可靠性强；在弹着点密位偏移值转换的过程中，不使用统一的密位转换参数，而是在不同的区块中设对应的密位转换参数，将每一像素对应相应的角度进行换算，极大弥补了镜头畸变带来的误差，使得电子分划的装表精度得以提高。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。