一種明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于積分重構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在研究創(chuàng)傷彈道問題時，往往利用明膠代替機體組織進行實驗，子彈等投射物在 明膠中會產(chǎn)生空腔效應，但因明膠屬于粘彈性材料，瞬態(tài)空腔會經(jīng)過數(shù)次脈動膨脹、收縮后 消失，無法事后進行研究分析。目前國內(nèi)外實驗一般采用立方體明膠，利用一維高速攝影技 術(shù)捕捉空腔形成變化的全過程，但這種測試方法獲取的數(shù)據(jù)無法準確結(jié)算空腔容積、最大 空腔直徑等關(guān)鍵特征量，不能采用三維高速攝影對空腔形成變化過程進行捕捉，無法對測 試數(shù)據(jù)采用積分重構(gòu)技術(shù)進行三維再建，不利于事后對瞬態(tài)空腔的關(guān)鍵特征量進行研究分 析。
[0003] 傳統(tǒng)的明膠空腔的積分重構(gòu)技術(shù)存在無法準確計算空腔容積和最大空腔直徑等 關(guān)鍵特征量，不能事后對瞬態(tài)空腔的關(guān)鍵特征量進行分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法及系統(tǒng)，旨在解決統(tǒng)的 明膠空腔的積分重構(gòu)技術(shù)存在無法準確計算空腔容積和最大空腔直徑等關(guān)鍵特征量，不能 事后對瞬態(tài)空腔的關(guān)鍵特征量進行分析的問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法，所述明膠瞬態(tài)空腔的 積分重構(gòu)方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一，將正六棱柱明膠靶標設(shè)置成由兩個正六邊形端面和六個長方形側(cè)面圍成 的明膠實體；
[0007] 步驟二，采用龍門狀三維攝影支架，調(diào)整攝影機的固定位置和攝影角度，使得攝影 軸線與明膠靶標側(cè)面法線重合；
[0008] 步驟三，提供三個維度的攝影方向，配合龍門攝影支架，獲取三個維度的空腔形成 變化過程；
[0009] 步驟四，在平面上繪制出由六個點的位置圖，任何三個點均不在同一條直線上，按 順時針方向任意相鄰的三個點均確定圓，六個點共確定六個圓，相鄰兩點間的弧線圍城的 圖形就被確定為空腔截面圖形；
[0010]步驟五，利用積分重構(gòu)對空腔進行三維結(jié)構(gòu)再建，沿彈道方向利用做圓法對空腔 進行判讀，獲得空腔截面，對于截面按照判讀的間隔和順序排列好，利用同樣方法實現(xiàn)空腔 三維結(jié)構(gòu)再建。
[0011 ] 進一步，所述間隔取20-30mm，空腔的體積V由下式進行計算：
[0012]
[0013] 其中：51第1個空腔截面面積，通過軟件像素灰度判讀獲取。
[0014] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法的積分重 構(gòu)系統(tǒng)，所述積分重構(gòu)系統(tǒng)包括:龍門底座、龍門立柱、龍門橫梁、攝影機固定架、槽孔、第一 攝像機、第二攝像機、第三攝像機、明膠靶標、明膠支架；
[0015] 所述龍門底座設(shè)置在龍門立柱的下側(cè)，所述龍門立柱設(shè)置在龍門底座和龍門橫梁 之間，所述龍門橫梁設(shè)置在龍門立柱的上側(cè)，所述攝影機固定架設(shè)置在龍門橫梁的下側(cè)，所 述槽孔設(shè)置在攝影機固定架的內(nèi)部中端，所述第一攝像機設(shè)置在槽孔的外部，所述第二攝 像機設(shè)置在第一攝像機和第三攝像機之間，所述第三攝像機設(shè)置在第二攝像機一側(cè)，所述 明膠靶標設(shè)置在第二攝像機的下側(cè)，所述明膠支架設(shè)置在明膠靶標的下側(cè)。
[0016] 進一步，所述明膠靶標采用正六棱柱明膠靶標，設(shè)置兩個正六邊形端面和六個長 方形側(cè)面圍成的明膠實體。
[0017] 進一步，所述攝影機固定架采用槽鋼制作，與龍門橫梁通過螺栓連接，攝影機固定 架上面開有槽孔。
[0018] 進一步，所述第一攝像機采用蝶形螺桿通過槽孔固定在攝影機固定架上。
[0019] 本發(fā)明提供的明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法及系統(tǒng)，采用三維高速攝影對空腔形 成變化過程進行捕捉，實現(xiàn)了準確計算空腔容積和最大空腔直徑等關(guān)鍵特征量;對測試數(shù) 據(jù)采用積分重構(gòu)技術(shù)進行三維再建，便于事后對瞬態(tài)空腔的關(guān)鍵特征量進行研究分析；明 膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)的裝置，設(shè)置攝影機固定架，方便了攝影機的安裝和拆卸。本發(fā)明的 明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法準確計算了空腔容積和最大空腔直徑等關(guān)鍵特征量，實現(xiàn)了 事后對瞬態(tài)空腔的關(guān)鍵特征量進行研究分析。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實施例提供的明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法流程圖。
[0021] 圖2是本發(fā)明實施例提供的明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中：1、龍門底座;2、龍門立柱;3、龍門橫梁;4、攝影機固定架;5、槽孔;6、第一攝 像機;7、第二攝像機;8、第三攝像機;9、明膠靶標;10、明膠支架。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應用原理作詳細的描述。
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明實施例的明膠瞬態(tài)空腔的積分重構(gòu)方法包括以下步驟：
[0026] S101:將正六棱柱明膠靶標設(shè)置成由兩個正六邊形端面和六個長方形側(cè)面圍成的 明膠實體；
[0027] S102:采用龍門狀三維攝影支架，調(diào)整攝影機的固定位置和攝影角度，使得攝影軸 線與明膠靶標側(cè)面法線重合；
[0028] S103:提供三個維度的攝影方向，配合龍門攝影支架，獲取三個維度的空腔形成變 化過程；
[0029] S104:在平面上繪制出由六個點的位置圖，任何三個點均不在同一條直線上，按順 時針方向任意相鄰的三個點均確定圓，六個點共確定六個圓，相鄰兩點間的弧線圍城的圖 形就被確定為空腔截面圖形；
[0030] S105:利用積分重構(gòu)對空腔進行三維結(jié)構(gòu)再建，沿彈道方向利用做圓法對空腔進 行判讀，獲得空腔截面，對于截面按照判讀的間隔和順序排列好，利用同樣方法實現(xiàn)空腔三 維結(jié)構(gòu)再建。
[0031] 步驟S101是指將正六棱柱明膠靶標設(shè)計成由兩個邊長為a的正六邊形端面和六個 長方形側(cè)面圍成的明膠實體，端面邊長a的確定應根據(jù)立方體明膠靶標一維攝影獲取的空 腔最大直徑d確定，一般a = 1.2d，棱長b-般設(shè)計為：當a < 300mm，b = 300mm，當a>300mm，b -B 〇
[0032] 步驟S102是指為了使三臺高速攝影設(shè)備能夠準確的處于正六棱柱靶標的三個維 度側(cè)面的法線上，設(shè)計專用的攝影支架，以便固定攝影設(shè)備，三維攝影支架呈龍門狀，龍門 支架由龍門底座1、龍門