火炮作为最常规的打击性武器,其在国家防务以及现代化战争中发挥着至关重要的作用。对于火炮而言,身管是火炮的核心部件,其承担着发射炮弹的重要任务。膛线则是身管的灵魂,缠度缠角是膛线的主要技术参数,缠度缠角的精度对火炮炮弹的初速度、空中行进的稳定性、炮弹的打击精度、火炮的使用寿命有着极其重要的影响,同时也是影响火炮在使用过程中安全可靠性的关键因素。由于火炮工作环境较为恶劣,弹室通过高温加压的方式发射炮弹,高速运动的炮弹极易对膛线造成挤压,致使膛线发生扭曲变形,进而影响火炮的安全性能和打击精度。因此对火炮身管膛线缠度缠角的高精度检测在火炮的整体性能评价体系中十分重要。本文的主要研究内容是提出一种膛线缠度缠角的光学检测方法,并设计一套相应的检测系统,实现膛线缠度缠角的高精度检测。本文所提出的膛线缠角检测方法基于几何光学成像原理,以锥面反射镜作为主要元件,利用定焦光学系统使得身管内壁圆周上一定宽度的膛线全部成像在CCD相机的靶面上。当检测系统在身管内沿着身管轴线方向上行进时,CCD相机靶面上的膛线图像会随之发生转动,基于膛线图像在CCD相机靶面的形心转动角度和检测系统在身管内行进距离之间的关系,本文建立出不同类型的膛线方程及缠角求解的数学模型。本文所提出的膛线缠角检测系统,具有角度误差修正功能。检测系统在身管内行进,由于膛线的凹凸起伏会使得检测系统发生震动,使得检测系统在行进过程中发生姿态变化,导致膛线图像旋转角度的测量结果存在误差,致使膛线缠角检测结果精度较低。我们把这种误差称之为角度误差。本文基于动态光学理论提出角度误差的校正方法,以直角反射棱镜作为核心元件,根据直角反射棱镜在转动状态下的物像关系特征进行角度误差修正,有效的提高了缠角的检测精度。基于所提出的缠角检测方法,本文设计了一套缠角检测系统。本文对所提出的缠角检测系统进行了误差分析和模拟仿真,通过误差分析和模拟仿真结果,得出本文所提出的膛线缠角检测方法的检测误差低于2′。本文所设计的检测装置可实现对不同口径和不同类型膛线缠角的高精度检测。为今后的火炮身管相关参数检测和管道类相关参数的检测提供了重要的理论基础和测试装备。