[發明專利]內置式炮彈動作檢測系統及其動作測量分析方法

在審

• 申請號: 202010460435.X
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111504144A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 聶亮;吳慎將;羅浩;王錦輝;陳超;唐倩倩;魏嘉;顏宏;賈雯麗;柯珮瑤
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: F42B35/02
• 分類號: F42B35/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李鳳鳴

1.內置式炮彈動作檢測系統，其特征在于，包括內置式動作測量模塊和動作分析顯示模塊，內置式動作測量模塊和動作分析顯示模塊之間通過無線通信模塊連接；所述內置式動作測量模塊設置于在模擬彈體內，包括主控制器，主控制器連接加速度傳感器、角速度傳感器和存儲器；主控制器、加速度傳感器、角速度傳感器及存儲器均連接移動電源；所述動作分析顯示模塊包括上位機，上位機連接測量管理數據庫、動作姿態解算單元和可視化顯示單元。

2.根據權利要求1所述內置式炮彈動作檢測系統，其特征在于，所述加速度傳感器、角速度傳感器選用集成兩者功能的九軸姿態傳感器，型號為MPU9250。

3.根據權利要求1或2所述內置式炮彈動作檢測系統，其特征在于，所述主控制器選用ARM主控制器，型號為STM32F767。

4.根據權利要求3所述內置式炮彈動作檢測系統，其特征在于，所述存儲器選用NANDFlash存儲器。

5.根據權利要求3所述內置式炮彈動作檢測系統，其特征在于，所述無線通信模塊選用ZigBee通信模塊。

6.一種內置式炮彈動作檢測系統的動作測量分析方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(1)、將內置式動作測量模塊設置于在模擬彈體內，九軸姿態傳感器獲取彈體的線加速度信息和角速度信息；

步驟(2)、STM32F767主控制器通過IIC協議驅動MPU9250姿態傳感器，讀取其原始數據，并利用MPU9250自帶的DMP結合MPL庫實現姿態解算；

步驟(3)、在獲取到姿態及加速度數據基礎上，STM32F767主控制器以串行協議形式驅動非易失性NAND Flash存儲器，實現對MX35LF2GE4AB型NAND Flash存儲器的訪問控制，寫入或讀取姿態和加速度數據，實現數據緩存；

步驟(4)、ZigBee通信模塊通過無線傳輸發出指令初始化和校準MPU9250姿態傳感器，并將MPU9250姿態傳感器測量數據實時傳輸至上位機；上位機的系統內包含端口號選擇、串口協議設置、指令發送單元以及文本顯示區域；正確選擇本地端口號，依據串口協議配置相應參數，進而輸入所發指令，控制下位機各控制器。

步驟(5)、上位機將指令以十六進制的方式發送到下位機，下位機首先進行上電復位、初始化相應的配置等一系列操作，然后依據接收內容以定時器的方式產生脈沖數并使能相應的IO口，IO口與傳感器相連，完成傳感器數據獲取和實時傳輸等處理。

步驟(6)、解算的姿態信息變換為三維圖形的運動數據格式，輸出至可視化顯示單元；根據實際機構尺寸和彈體尺寸，建立仿真的三維可視化模型；加載運動數據文件，基于三維物體變換和旋轉的函數，進行模型變換、視圖變換、投影變換、視口變換后，最終將模型轉化到窗口顯示，結合自動供彈機的機構動作過程，詳細分析各個動作的消耗時間，以及彈體的速度、加速度和姿態等隨時間變化的運動參數。

步驟(7)、測試數據和分析結果存儲到專用數據庫。