[發(fā)明專利]紅外光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110442758.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN102519314A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王培勇;邢瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王培勇
• 主分類號(hào): F41J5/08
• 分類號(hào): F41J5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，尤指一種運(yùn)用視頻定位技術(shù)并結(jié)合信號(hào)處理的中靶位置即時(shí)精確定位，并可提供瞄準(zhǔn)點(diǎn)軌跡跟蹤以及瞄準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)測(cè)的一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

射擊是我國奧運(yùn)奪金的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之一，科學(xué)的訓(xùn)練手段對(duì)射擊水平的提高有著非常重要的作用。目前國際上優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)隊(duì)多使用芬蘭、瑞士和俄羅斯研制的模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，國內(nèi)這方面的研究也已開始。

射擊訓(xùn)練首要的訓(xùn)練參數(shù)是瞄準(zhǔn)點(diǎn)在射擊靶上的位置。只有知道了瞄準(zhǔn)點(diǎn)在射擊靶上的實(shí)際位置，才可以確定射擊的環(huán)數(shù)。射擊過程中最重要的階段是從運(yùn)動(dòng)員開始瞄準(zhǔn)射擊靶到擊發(fā)這段時(shí)間。如果能在這一段時(shí)間內(nèi)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，教練員就可以很清楚地知道運(yùn)動(dòng)員在哪些技術(shù)動(dòng)作方面需要改進(jìn)，有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整，從而提高運(yùn)動(dòng)成績。

模擬射擊訓(xùn)練是為了分析運(yùn)動(dòng)員的瞄準(zhǔn)習(xí)慣，并同時(shí)降低訓(xùn)練費(fèi)用消耗，而應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物。就其技術(shù)原理而言可以分為兩類：第一是在射擊一方安裝發(fā)光設(shè)備，在靶位一方安裝光敏設(shè)備或者是反射裝備，槍械的瞄準(zhǔn)點(diǎn)變化的時(shí)候，感光設(shè)備會(huì)通過光電轉(zhuǎn)換同步記錄下瞄準(zhǔn)點(diǎn)的變化；第二是在靶位安裝發(fā)光設(shè)備，在射擊一方安裝感光設(shè)備，槍械的瞄準(zhǔn)點(diǎn)變化的時(shí)候，靶位的光源在光敏面上形成的光點(diǎn)會(huì)發(fā)生位置改變。兩種模擬報(bào)靶設(shè)備的區(qū)別在于上述第一種設(shè)備在結(jié)合實(shí)彈射擊時(shí)，光敏面或者反射面不能安裝在靶位中央，并且經(jīng)過反射后光的衰減嚴(yán)重，也容易被外界雜光影響。

另外，在靶位一方安裝光敏裝備造價(jià)會(huì)很高，并且維護(hù)成本也昂貴，在訓(xùn)練時(shí)設(shè)備的安裝也需要專業(yè)人員操作，因此在這種情況下，提出新的模擬射擊訓(xùn)練方法與設(shè)備制造方案是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題，使得模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的成本降低、安裝簡單、維護(hù)成本低、結(jié)果更準(zhǔn)確而設(shè)計(jì)的。它是根據(jù)感光裝置上光敏面的四個(gè)象限感光量的多少，通過公式計(jì)算得到光斑中心的坐標(biāo)的，進(jìn)而推算出槍械瞄準(zhǔn)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

本發(fā)明是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括模擬射擊控制器一個(gè)、紅外光目標(biāo)靶一塊、紅外光接收器一只、電源適配器一個(gè)和一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。其特征是以單片機(jī)為核心部件的模擬射擊控制器由電源適配器供電，通過USB接口和微型計(jì)算機(jī)連接，利用微型計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)；紅外光目標(biāo)靶與模擬射擊控制器之間由電源線連接，通過模擬射擊控制器供電；紅外光發(fā)射器對(duì)稱的安裝在目標(biāo)靶的靶面上(如圖2所示)；紅外光接收器安裝在槍管上，與射擊方向一致，通過串行口與模擬射擊控制器連接。所述紅外光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)放電路、濾波電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路都在模擬射擊控制器內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，從紅外光接收器傳來的電信號(hào)依次經(jīng)過運(yùn)放電路、濾波電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的處理，然后到達(dá)單片機(jī)。系統(tǒng)軟件安裝在微型計(jì)算機(jī)上。

運(yùn)動(dòng)員在射擊訓(xùn)練過程中借用微型電子設(shè)備對(duì)瞄準(zhǔn)和擊發(fā)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，在不裝子彈的情況下模擬實(shí)彈射擊全過程，可以減少大量的子彈消耗，本系統(tǒng)反應(yīng)速度快，軌跡描記清晰、準(zhǔn)確。本發(fā)明還具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可以提供瞄準(zhǔn)點(diǎn)位置跟蹤、預(yù)測(cè)等，其瞄準(zhǔn)點(diǎn)誤差率不大于1％。

本發(fā)明是依據(jù)上述方法實(shí)現(xiàn)的，紅外感光設(shè)備受外界的干擾影響小，光束的約束性也好。紅外光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的工作原理是：在模擬射擊訓(xùn)練時(shí)，射擊靶對(duì)稱地安裝有四個(gè)紅外發(fā)光管，當(dāng)槍口在瞄準(zhǔn)目標(biāo)靶時(shí)，槍口下的紅外光位置傳感器也對(duì)著射擊靶，并接收目標(biāo)靶上四個(gè)紅外光點(diǎn)發(fā)出的四束紅外光線。這四束紅外光線通過位置傳感器的鏡頭后，落在鏡頭后面的光敏面上，形成了一個(gè)復(fù)合光點(diǎn)，這相當(dāng)于從射擊靶的中心發(fā)出的一束光線落在光敏面上，形成了一個(gè)光點(diǎn)，此光點(diǎn)的位置就相當(dāng)于復(fù)合光點(diǎn)的位置。通過確定復(fù)合光點(diǎn)的位置，再加上系統(tǒng)校正，就可以確定瞄準(zhǔn)點(diǎn)在目標(biāo)靶上的實(shí)際位置。依據(jù)本方案設(shè)計(jì)制作的設(shè)備成本低、維護(hù)簡便、操作簡單，測(cè)試結(jié)果重復(fù)性好。

附圖說明

圖1紅外光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)示意圖

1紅外光接收器2模擬射擊控制器3紅外光目標(biāo)靶4電源適配器5微型計(jì)算機(jī)

圖2紅外光目標(biāo)靶正面結(jié)構(gòu)示意圖

L紅外光發(fā)射器安裝位置

圖3模擬射擊控制器功能結(jié)構(gòu)示意圖正面

A1串行接口A2電源指示燈A3USB接口

圖4模擬射擊控制器功能結(jié)構(gòu)示意圖背面

B1電源輸入插孔B2電源輸出插孔B3電源開關(guān)

圖5紅外光點(diǎn)的中心坐標(biāo)計(jì)算示意圖

具體實(shí)施方式

進(jìn)一步說明紅外光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的工作程序。