一種明膠瞬態空腔的積分重構方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于積分重構技術領域，尤其涉及一種明膠瞬態空腔的積分重構方法及系 統。
【背景技術】
[0002] 在研究創傷彈道問題時，往往利用明膠代替機體組織進行實驗，子彈等投射物在 明膠中會產生空腔效應，但因明膠屬于粘彈性材料，瞬態空腔會經過數次脈動膨脹、收縮后 消失，無法事后進行研究分析。目前國內外實驗一般采用立方體明膠，利用一維高速攝影技 術捕捉空腔形成變化的全過程，但這種測試方法獲取的數據無法準確結算空腔容積、最大 空腔直徑等關鍵特征量，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 試數據采用積分重構技術進行三維再建，不利于事后對瞬態空腔的關鍵特征量進行研究分 析。
[0003] 傳統的明膠空腔的積分重構技術存在無法準確計算空腔容積和最大空腔直徑等 關鍵特征量，不能事后對瞬態空腔的關鍵特征量進行分析。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種明膠瞬態空腔的積分重構方法及系統，旨在解決統的 明膠空腔的積分重構技術存在無法準確計算空腔容積和最大空腔直徑等關鍵特征量，不能 事后對瞬態空腔的關鍵特征量進行分析的問題。
[0005] 本發明是這樣實現的，一種明膠瞬態空腔的積分重構方法，所述明膠瞬態空腔的 積分重構方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一，將正六棱柱明膠靶標設置成由兩個正六邊形端面和六個長方形側面圍成 的明膠實體；
[0007] 步驟二，采用龍門狀三維攝影支架，調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，利用積分重構對空腔進行三維結構再建，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，利用同樣方法實現空腔 三維結構再建。
[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] 本發明的另一目的在于提供一種所述的明膠瞬態空腔的積分重構方法的積分重 構系統，所述積分重構系統包括: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] 所述龍門底座設置在龍門立柱的下側，所述龍門立柱設置在龍門底座和龍門橫梁 之間，所述龍門橫梁設置在龍門立柱的上側，所述攝影機固定架設置在龍門橫梁的下側，所 述槽孔設置在攝影機固定架的內部中端，所述第一攝像機設置在槽孔的外部，所述第二攝 像機設置在第一攝像機和第三攝像機之間，所述第三攝像機設置在第二攝像機一側，所述 明膠靶標設置在第二攝像機的下側，所述明膠支架設置在明膠靶標的下側。
[0016] 進一步，所述明膠靶標采用正六棱柱明膠靶標，設置兩個正六邊形端面和六個長 方形側面圍成的明膠實體。
[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] 本發明提供的明膠瞬態空腔的積分重構方法及系統，采用三維高速攝影對空腔形 成變化過程進行捕捉，實現了準確計算空腔容積和最大空腔直徑等關鍵特征量;對測試數 據采用積分重構技術進行三維再建，便于事后對瞬態空腔的關鍵特征量進行研究分析；明 膠瞬態空腔的積分重構的裝置，設置攝影機固定架，方便了攝影機的安裝和拆卸。本發明的 明膠瞬態空腔的積分重構方法準確計算了空腔容積和最大空腔直徑等關鍵特征量，實現了 事后對瞬態空腔的關鍵特征量進行研究分析。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明實施例提供的明膠瞬態空腔的積分重構方法流程圖。
[0021] 圖2是本發明實施例提供的明膠瞬態空腔的積分重構系統結構示意圖。
[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]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明 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明，并不用于 限定本發明。
[0024] 下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。
[0025] 如圖1所示，本發明實施例的明膠瞬態空腔的積分重構方法包括以下步驟：
[0026] S101:將正六棱柱明膠靶標設置成由兩個正六邊形端面和六個長方形側面圍成的 明膠實體；
[0027] S102:采用龍門狀三維攝影支架，調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:利用積分重構對空腔進行三維結構再建，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，利用同樣方法實現空腔三 維結構再建。
[0031] 步驟S101是指將正六棱柱明膠靶標設計成由兩個邊長為a的正六邊形端面和六個 長方形側面圍成的明膠實體，端面邊長a的確定應根據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備能夠準確的處于正六棱柱靶標的三個維 度側面的法線上，設計專用的攝影支架，以便固定攝影設備，三維攝影支架呈龍門狀，龍門 支架由龍門底座1、龍門