[發明專利]基于激光測距原理的彈丸著靶坐標測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201710045926.6
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106814368A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 董濤;倪晉平;譚林秋
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01S17/48
• 分類號: G01S17/48
• 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

本發明屬于靶場測試技術領域，具體涉及一種基于激光測距原理的彈丸著靶坐標測量裝置及其測試方法，其可用于測量各種口徑彈丸著靶坐標。

二、背景技術：

在槍、炮、彈的研制和生產中，彈丸著靶坐標是需要經常測試的關鍵參數。通過著靶坐標進一步計算所得到的準確度、密集度指標是衡量武器性能優劣的一項重要指標，準確度、密集度的好壞直接關系到有效射擊距離內命中概率的高低。目前常用的測量方法有靶板法、聲靶法、雙線陣CCD交匯法、多光幕交匯法等。

靶板法是根據試驗規程要求在彈道規定的位置上，豎立木板或紗網，一組射擊完畢，用手工測量靶板上彈孔的位置。靶板法雖然可靠性高，但材料消耗多，安裝不方便，不能識別重孔，費時費力，不僅不能做到實時數據處理，而且由于手工測量的原因，人為誤差無法消除。

聲學原理立靶雖能實現彈丸著靶坐標的測量，但由于其受測量環境影響較大，如現場的氣壓和環境溫度等，聲學立靶測量結果誤差較大，且聲靶法不能用于低音速彈丸的測量。

多光幕交匯測量法包括四光幕交匯法和六光幕交匯法。四光幕交匯測試系統是將用光幕靶或天幕靶形成的四個光幕以特定的位置和角度布置在空間，當彈丸從光幕穿過，用測時儀或數據采集儀記錄彈丸穿過四個光幕的時刻，依據四個時刻值和光幕的空間位置參數便可計算出彈丸穿過光幕的位置坐標。該方法要求彈丸垂直入射預定靶面，當不垂直時，采用的測算公式計算出的坐標值與實際相差較大。六光幕交匯測試系統是在四光幕交匯立靶基礎上，通過增加兩個光幕面實現對斜入射彈丸速度、彈道俯仰角、彈道方位角和著靶位置坐標的測量，該系統成功解決了四光幕交匯立靶對斜入射彈道彈著點和速度測不準的不足。但多光幕測量方法在用于室內彈丸坐標測量時，需要配備多個光源，使得測量系統較為復雜。

雙CCD交匯立靶測量系統是近年來迅速發展起來的一種非接觸式測量技術，由于CCD立靶具有結構簡單、使用方便、測量精度高、實時性強和自動化程度高等諸多優點，所以雙CCD交匯立靶在國內靶場普遍使用。但是現有雙CCD交匯立靶在用于室外小口徑彈丸測量時，存在靈敏度低，很難形成較大的測量靶面的缺點。

三、發明內容

本發明為解決現有技術存在的測量誤差大、系統復雜、測量靶面小、系統容易受環境干擾等問題，提供一種基于激光測距原理的彈丸著靶坐標測量裝置及其測試方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于激光測距原理的彈丸著靶坐標測量裝置，其特征在于：包括支撐靶架，所述的支撐靶架的上表面設置有系統坐標原點指示器，系統坐標原點指示器的兩側對稱設置有第一激光測距儀和第二激光測距儀，第一激光測距儀和第二激光測距儀分別與系統供電電源及信號處理裝置連接，第一激光測距儀和第二激光測距儀的激光光源為扇形一字線型半導體激光器，其發光角度均為100°—160°，且兩個扇形一字線型半導體激光器的發光光幕在空間重合。

所述的支撐靶架上表面還設置有靶架水平狀態指示水泡。

所述的第一激光測距儀和第二激光測距儀的激光光源發光角為140°。

一種基于激光測距原理的彈丸著靶坐標測量方法，通過測量穿越探測光幕面的彈丸與兩個激光測距儀的距離，基于三角形幾何模型求解彈丸著靶坐標，具體步驟如下：

1)以兩個激光測距儀激光光源發光點A和B的中點O為原點建立坐標系XOY，兩個激光測距儀激光器發光點A和B之間的距離為D；

2)實彈射擊，彈丸穿越測量光幕面，兩個激光測距儀測量得到彈丸與兩個激光器發光點的距離S₁和S₂。

3)根據系統坐標測量公式計算出彈著點坐標：

4)得到計算結果x和y。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和效果：

1、本裝置具有測量靶面大，測量精度高，測量誤差在100m范圍內可以達到2mm以內，與其它彈丸著靶坐標測量方法相比，測量誤差極小；

2、由于本發明的方法測量原理簡單，基于本發明的方法，本裝置的核心探測單元為兩臺安裝有扇形一字線型半導體激光光源的廣角激光測距儀，易于工程化；

3、本裝置室內室外均可使用，在室外使用時，由于其采用主動發光光源，系統只探測發射光源所對應波長的光線，因而不容易受到外界環境光線的干擾；

4、通過本發明測量方法可以得到彈丸著靶坐標，可為進一步為計算準確、密集度指標提供基礎數據，準確度、密集度的好壞直接關系到有效射擊距離內命中概率的高低。

四、附圖說明：

圖1是本發明的裝置結構圖；