[發明專利]雙彈丸同時著靶坐標測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201710045683.6
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106839888A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 董濤;倪晉平;謝瀟瀟
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: F41J5/02
• 分類號: F41J5/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司61114
• 代理人: 黃秦芳

一、技術領域

本發明屬于靶場光電測試設備技術領域，具體涉及一種基于圓形光電探測陣列的雙彈丸同時著靶坐標測量裝置及測量方法。

二、背景技術：

在槍、炮、彈的研制和生產中，彈丸著靶密集度是需要經常測試的關鍵參數，而一般武器系統密集度的測量是通過先對彈丸著靶坐標的測量進而通過相應公式計算而來的。對于單發武器和低射頻連發武器，其密集度參數測量采用現有的多種方法不難測得。而對于多管齊射武器和高射頻轉管武器，現有各種測量裝置和方法幾乎無法測量。由于射擊密集度參數是評估武器殺傷效能和武器本身性能優劣的重要指標，在測量其射擊密集度時，往往存在兩發彈丸同時著靶的情況，對于此種情況，針對彈丸著靶坐標的測量，傳統的方法為木板靶或網靶法。

靶板法雖然可靠性高，可以用于多發彈丸同時著靶情況下的測量，但是，其安裝不方便，每射擊一組都需要更換靶面，消耗人力和物力，且不能識別重孔，不能實時得到測量數據，對于連發射擊不能識別彈序，而且由于手工測量的原因，人為誤差無法消除；

現有彈丸著靶的自動化測量設備和方法中，目前常用的有聲學原理的方法、六光幕交匯測量法、網式光幕坐標靶、雙CCD交匯測量法；這些方法都存在各自的優缺點，但都存在一個共同的問題，即當有兩發彈丸同時著靶時，現有系統無法測量。

對兩發彈丸同時著靶的情況，有人提出采用三臺黑白線陣CCD相機交匯的方法測量兩發彈丸同時著靶情況下的坐標，雖然可行，但是由于高速CCD相機價格昂貴，所以該方法增加了系統的成本，同時也增加了系統的復雜性。現有的專利也提出一些方法，但都存在較多的問題，如專利“多管齊射武器彈丸速度與著靶坐標測量裝置與測量方法”提出采用基于六光幕的測量原理，將每一個光幕細分成多個小光幕，實現對多發彈丸同時著靶情況下坐標的測量，該方法光幕組成復雜，難以實現，當兩發彈丸同時著靶且著靶位置處于同一個光幕區間時，系統同樣無法區分，最終導致無法測量。如專利“雙管齊射武器彈丸飛行速度與著靶坐標測量方法與裝置”提出采用八個探測光幕陣列的方法對雙管武器的彈丸著靶坐標進行測量，該系統裝置和算法特別復雜，實際幾乎無法實現。

三、發明內容

本發明為解決現有技術無法有效實現測量兩發彈丸同時著靶情況下的坐標測量問題及其系統裝置和算法特別復雜，提供一種基于圓形光電探測陣列的雙彈丸同時著靶坐標測量裝置及測量方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種雙彈丸同時著靶坐標測量裝置，其特征在于：包括支撐靶架、圓形靶框、濾光片和圓形設置的半導體光電探測陣列，所述的支撐靶架上設置有圓形靶框，圓形靶框的外圓周面上均勻設置有第一激光器、第二激光器和第三激光器，第三激光器位于圓形靶框的正上方，第一激光器位于圓形靶框的左下方，第二激光器位于圓形靶框的右下方，任意兩個激光器在圓形框架上的夾角為120°，所述的圓形設置的半導體光電探測陣列的前端設置有圓環形濾光片，圓形設置的半導體光電探測陣列排布于圓形靶框上，圓形設置的半導體光電探測陣列與連接供電與信號處理裝置連接。

第一激光器、第二激光器和第三激光器為半導體一字線激光器，發光角度均為60°，并且三個激光器的光幕面在空間重合，其波長均為650nm，與濾光片的通過波長一致，并且與圓形設置的半導體光電探測陣列的響應波長一致。

所述的支撐靶架的結構包括橫桿和兩個縱桿，兩個縱桿的一端垂直設置于橫桿上，圓形靶框設置于兩個縱桿之間。

一種雙彈丸同時著靶坐標測量方法，利用上述的測量裝置，通過對半導體光電探測陣列輸出信號的處理，確定被彈丸遮擋的半導體光電探測器件的編號和位置，進一步通過基于三條直線相交確定實際彈著點的原則和系統數學模型，求解兩發彈丸的彈著點坐標。

具體步驟如下：

步驟1、以圓形靶框的中心點O為原點建立坐標系XOY，圓形設置的半導體光電探測陣列圍成的圓半徑為R，三個激光器發光點A、B和C在圓形靶框上均勻分布，其中第三激光器位于靶框正上方。

步驟2、實彈射擊，兩發彈丸同時穿越測量光幕面時，第一激光器通過兩個彈丸E₁和E₂在圓形探測陣列上留下投影A₁和A₂；第二激光器通過兩個彈丸E₁和E₂在圓形探測陣列上留下投影B₁和B₂；第三激光器通過兩個彈丸E₁和E₂在圓形探測陣列上留下投影C₁和C₂；