style="width:7.86006in;height:7.06662in" /> 本文是学习GB-T 35030-2018 烟花发射高度、发射偏斜角、辐射半径测定方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了烟花发射高度、发射偏斜角、辐射半径测定方法。
本标准适用于烟花升空类、礼花类、组合烟花类产品燃放时发射高度、发射偏斜角、辐射半径测定；
喷花类燃放时喷射高度测定。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 10631 烟花爆竹 安全与质量
GB 19593 烟花爆竹 组合烟花
GB 19594 烟花爆竹 礼花弹
GB 50161 烟花爆竹工程设计安全规范
GB 10631、GB19593 和 GB19594 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
发射高度 launching height
产品燃放时，主体或效果(件)发射升空最高效果高度或爆炸点高度。
3.2
发射偏斜角 launching deflection angle
产品燃放时，主体或效果(件)发射升空偏离水平面垂线的角度。
3.3
辐射半径 radiation radius
R
产品燃放时，主体或效果(件)升空爆炸时带火星体离爆炸点的最大距离。
3.4
电荷耦合器件 charge-coupled device;CCD
一种将光学影像转化为数字信号的半导体器件。
3.5
面阵 CCD 摄像机 area array CCD camera
面阵CCD
是一种可以直接将二维图像转换为视频信号输出的二维图像传感器，其是按照一定的方
式将一维线阵 CCD 的光敏单元及移位寄存器排列成二维面阵CCD。CCD 摄像机集
CCD 摄像器件、器
件驱动电路、图像处理电路、电源电路等于一体，直接输出全电视信号。
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3.6
图像分析法 image analysis
采用两台面阵CCD
摄像机正交布场或任意角度布场后，同步拍摄烟花爆竹发射全过程，通过面阵
CCD 交汇测量技术，计算出发射高度、发射偏斜角及辐射半径等物理量。
自然条件下，风速≤5 m/s。
4.2.1 燃放试验场应开阔，平整，符合安全燃放要求。
4.2.2 燃放试验场外部安全距离应符合GB 50161 要求。
4.2.3
观测点、燃放点区域地面应坚硬平整，观测点与燃放点之间，观测点之间无障碍物阻挡视线。
4.2.4
观测点与燃放点应在同一水平面上，若不在同一水平面上，则应先测试出高度差，在计算烟花发
射高度时需要加入或减去高度差。
5.1.1 测量范围：0 m～10 m。
5.1.2 精度：±0.01 m。
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注：∠B'A'E=∠B'A'F=α=22.5°;∠B'A'I=∠B'A'J=β=45.0°。
图 1 观测屏
5.3.1 测量范围：距离0 m～1000m; 倾角±90°。
5.3.2 精度：距离±30 cm; 倾角±0.25°。
5.4.1 双面阵 CCD 摄像机：像素大于1000万，帧频大于50帧/s。
5.4.2 测量范围及误差：发射高度0 m～500m,
误差\<1%;发射偏斜角0°~60°,误差\<1%;辐射半径
5.5.1 圆圈偏斜角测定装置如图2所示。
5.5.2 圆环内径：2.49 m 士0.01 m。
5.5.3 撑杆高度：3.0 m±0.01m。
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图 2 圆圈偏斜角测定装置
将标杆连接成所需高度，固定在烟花燃放点附近作参比，按烟花的燃放说明点燃产品，观测判定烟
花的发射(喷射)高度或主体的升空高度是否超过或低于标杆的高度。如以1 m
的标杆作参比，观测D 级喷花类产品喷射的带火星体高度是否超过1 m; 以
3m、5m 标杆作参比，观测升空类产品的最低升空
高度是否超过3 m 或 5 m; 以 8 m
标杆作参比，观测喷花类产品喷射的带火星体高度是否超过8 m。
6.1.2.1 方法原理
利用如图3所示直角三角形相似性，设定观测屏上观测线的高度，沿前后观测线组成的光束，观测
判定烟花的发射(喷射)高度。
6.1.2.2 操作步骤
观测屏法具体操作步骤如下：
a)
如图4所示，以燃放点为顶角，互成90°方向架设两台观测屏，根据需监测产品的发射(喷射)高
度 H ( 如C 级组合烟花的最低高度值为15 m),
控制观测角γ为30°~60°,确定观测屏的位置。
b) 测量贴近观测线的观测点与燃放点之间的距离L。 和观测点与地面的高度差
H。,观测屏前后 观测线的距离 L₁ 为 1 m,
可按照式(1)计算出前后观测屏上观测线的高度差 H₁。
H₁=(H-H 。)×Li/L …………………… (1)
c)
按烟花的燃放说明点燃产品，从观测点沿前后观测线组成的光束，观测产品的发射(喷射)高度
是否超过或低于标准规定的高度限，若从某一观测屏观测到不符合标准要求，则可判定该产品
的发射(喷射)高度不符合标准要求。
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图 3 观测屏法原理图
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图 4 观测屏法布站示意图
6.1.3.1 方法原理
将测高仪对准爆炸点发射激光，记录下激光往返测高仪与爆炸点之间的时间，乘以光速，计算出测
高仪与爆炸点的距离，另外通过记录下测高仪的俯仰角度，计算出爆炸点的垂直高度。
6.1.3.2 操作步骤
如图5所示，选择距燃放点的合适位置[以测高仪仰角(δ)30°~60°为宜],按烟花的燃放说明点燃
产品，将测高仪对准爆炸点，调整高度测量模式，按下测量键，读取爆炸点高度值
H₂ , 和观测点与地面
高度差 H。 相加得到爆炸点距离地面的垂直高度值。
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图 5 便携式测高仪法示意图
6.1.4.1 方法原理
利用两台面阵 CCD 摄像机交汇测量，如图6所示，两台面阵 CCD
摄像机的物镜中心分别为O₁ 和 O₂,
假设两台摄像机的基准线为水平线，两光轴相交于一点 M,
以左边测试点摄像机的物镜中心O₁ 为 原点，O₁ 指 向O₂ 的方向为 X 轴，过O₁
指向上方为 Y 轴 ，Z 轴在水平面内与X 轴垂直，且O₁XYZ 符 合右手定理。点M
在 O₁XZ 平面内的投影为M',
两台摄像机的仰角分别为φ1、42,方位角分别为α1、
α2。按照等腰三角形交汇布站时，φ=φ2,α1=α2。
设交汇点M 在坐标系OXYZ 中的坐标M(Xw,Yx,Zm),
则由几何关系可知，Xw=O,M'cosai,
Yx=O₁M'tangi,Zx=O;M'sina; 。 在三角形 M'O₁O₂
内，由正弦定理可知，O,M'=O₁O₂sina2/
sin(ai+α2)。
注：∠M'O₁O₂=a₁; ∠M'O₂O₁=α₂; ∠MO₁M'=φ; ∠MO2M'=φ₂; ∠M'O₁N'= △a₁;
∠M'O₂N'= △a₂。
图 6 交汇测量原理图
在摄像机O₁ 拍摄的图像上建立二维坐标系，以图像画幅中心为原点 Op,
水平方向为 Xp, 垂直方
向为Yp, 则点M 的成像点与原点O。重合。由于烟花炸点的位置不一定落在CCD
摄像机的光轴上，设
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烟花炸点N 在拍摄图像O。X,Y,坐标系的位置为 N(Xm,Ym)。M 点和N 点与O₁
和O₂ 连线在竖直
面内投影的夹角为△φ、△φ2,在水平面投影的夹角为△ αi、△a2。设烟花炸点N
在O₁ 图像坐标系中的 坐标为(Xm,Ym), 在O₂ 图像坐标系中的坐标为(Xm₂,Ym),
图像坐标系的方向与实测方向一致，角 度以逆时针方向为正。
设烟花炸点N 在坐标系O₁XYZ 中的坐标N(Xx,Y,Z 、), 则 X=O₁N'×cos(α₁+
△a₁),
Yv=O₁N'×tan △,Zx=O₁N'×sin(α₁+ △a₁)。
其中O₁N'=O₁O₂×sin(α₂+ △a₂)/sin(α₁+ △a₁+α₂+ △α₂) 。
这里摄像机的方位角：α₁=
arccos(O,O₂/2L×cosO)(L
为测试点到发射点的斜距离，θ为测试点与发射点的的水平倾角，以下同)。
当摄像机无仰角时，根据光学成像原理，tanH=x₁/√y₁²+f²,cosV=f/√yi²+f,tanV=yi/f,
其中H、V 为烟花炸点在摄像机O₁
传感器上成像的水平和垂直方向上偏离视场中心的角度；xi 、yi 为
烟花炸点在摄像机O₁
传感器上成像的水平和垂直方向上偏离视场中心的实际尺寸；f 为摄像机焦距。
因此，tanH/cosV=xi/f。 因为 tan △αi=x₁/f, 可得：tan
△αi=tanH/cosV=xi/f; 因为cos △α₁=f/
√x₁²+f² 且tan △φ=y₁/√x₁²+f², 可得：tan △φ₁=tanVcos △α₁。
当摄像机O₁ 仰角为φ时，V=V'+φ1。
tan △ai=tanH/cos(V'++1)=x₁/√yi+f“/(f/√yi+f“cosφ₁-y/√yi+f“sinφ₁)
=xi/(fcosφi—yisinφi)
因此，△α₁=-arctg[xi/(fcosp:-yisinp₁)]。
tan △φi=tan(V+φ)cos △αi=(fsinφi+yicosφ1)×cos △ai/(fcosφi-yisinφ₁)
当摄像机O₂ 仰角为2时，同理可得，△a₂=arctg(x₂/(fcosp₂-y₂sinφ2)。
发射高度：Y=Yx- △Y 。 其中，发射点与测试点的高差为：△Y=L×sinθ。
烟花爆炸点分别在摄像机O
、O。传感器上成像的水平和垂直方向上偏离视场中心的实际尺寸 xi 、yi,x₂
、y₂ 可以根据烟花炸点在图像中的像素坐标和CCD
传感器尺寸及图像分辨率计算得到。测
试点到发射点的斜距离L、两测试点之间的距离O₁O₂、测试点与发射点的水平倾角θ以及测试点摄像
机的初始仰角 、φ2 可以通过激光测距机和倾角传感器测得。
6.1.4.2 操作步骤
烟花安全性能检测系统法具体操作步骤如下：
a)
如图7所示，以燃放点为顶角，和两个测试点之间要构成60°~120°的等腰三角形，两测试点
的高度差应小于1 m。
b)
根据预测发射高度安装连接好测试装置，按照表1提供的角度，将两摄像头调整到同一仰角，
打开测试系统，填入"站间距离、仰角、站至烟花高低角"等参数。
c)
烟花的燃放说明点燃产品，摄录产品燃放全过程，通过软件进行图像分析法处理数据，读取爆
炸点高度值。
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图 7 烟花安全性能检测系统法布站示意图
表 1 测试仰角设置参照表
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6.2.1.1 方法原理
根据需检测烟花的最大发射偏斜角大小，通过余弦定理，确定圆圈的直径和置空高度，将烟花置于
圆圈中心在地面的投影位置，按燃放说明点燃，观测判定升空的产品主体或效果件是否从圆圈内穿过。
如最大发射偏斜角为22.5°,在3 m 高处，应从直径为2.49 m
的圆圈内发射升空，否则超出22.5°。
6.2.1.2 操作步骤
将直径为2.49 m 的圆圈置于3m 高支架上，如图2所示，将产品置于地面圆心 O
处，按燃放说明
点燃产品，观测判定升空的产品主体或效果件是否穿过圆圈，以此判定发射偏斜角是否符合标准要求。
注：本方法可通过调整圆圈的直径和置空高度，观测低空发射产品在设定高度处是否超出规定的偏斜角度。
6.2.2.1 方法原理
将产品发射筒与观测屏中轴线(如图1中线AB、A'B')
位于同一平面，并垂直于水平地面，根据需
检测偏斜角的大小(如22.5°),在观测屏上设立与中轴线的夹角，通过观测屏观测判定升空的产品主体
或效果件是否超出夹角边线。
6.2.2.2 操作步骤
以燃放点为顶角，互成90°方向，将两台观测屏垂直安装在水平桌面或支架上，让产品发射筒与观
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测屏中轴线位于同一平面，按燃放说明点燃产品，观测升空的产品主体或效果件是否在观测屏的
V 形
中，若从某一观测屏中观测到超出了V
形边线，则产品发射偏斜角超出标准要求；反之，符合标准要求。
注：可通过6.1.2方法设定观测的发射(喷射)高度，并通过本方法同时观测低空发射产品在该高度处是否超出规定
的偏斜角度。
6.2.3 烟花爆竹安全性能检测系统法
6.2.3.1 方法原理
如图6所示，点N 与 点M 在 O₁XZ
平面的投影距离与发射高度的正切角即为发射偏斜角，计算公
式见式(2),其中，M(XM,Ym,ZM),N(Xv,Yx,Z 、) 坐标值和发射高度 Y
值在发射高度计算中可以
得到。
△ø=arctan(√(Xy-XM)²+(Z-ZM)“/Y) …………… …… (2)
6.2.3.2 操作步骤
按6.1.4.2的步骤布场，摄录产品燃放的整个过程，通过软件进行图像分析法处理数据，读取爆炸点
发射偏斜角。
如图6所示，通过数字图像处理方法，结合交汇测量原理，计算出烟花辐射最大的边缘空间坐标值
N₁(X ⊥,Y ⊥,Z ⊥) 、N₂(X 左，Y左，Z 左)、N₃(X 右，Y 右，Z) 、N₄(X 下，Y
下，Z), 分别计算 Ni 、N₂ 、N₃ 、N
与炸点中心位置 N 的距离，取最大值为辐射半径。
按6.1.4.2的步骤布场，摄录产品燃放的整个过程，通过软件进行图像分析法处理数据，读取最大辐
射半径。
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