[發明專利]多探測光幕陣列時空約束多彈丸參數匹配方法

有效

• 申請號: 202110432263.X
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113125796B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 張曉倩;李翰山;曹建建
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68;G01C21/00;F41A31/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 盧會剛

1.多探測光幕陣列時空約束多彈丸參數匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：采用多探測光幕陣列測試系統進行多彈丸飛行參數測試，并構建任意一發彈丸飛行參數計算模型；

步驟S2：采集彈丸穿過探測光幕的原始信號，計算多探測光幕陣列中平行探測光幕輸出信號的相關系數矩陣，尋找出同一發彈丸的波形信號；

步驟S3：建立多探測光幕陣列的平面幾何方程，確定同一發彈丸穿過多個探測光幕的時刻值；

步驟S4：基于多彈丸在多探測光幕陣列中勻速直線運動，并結合同一發彈丸穿過多個探測光幕的點軌跡，構建同一發彈丸的直線約束函數；

步驟S5：基于彈丸穿過探測光幕的空間位置和時刻值，匹配并計算出多彈丸穿過每一個探測光幕的參數；

所述步驟S1構建彈丸飛行參數計算模型的步驟如下：

步驟S11：搭建探測光幕M₁至M₆，探測光幕M₁和M₄相互平行且垂直于oz軸，探測光幕M₁和M₄之間的距離為S，探測光幕M₂和M₅垂直于xoz平面且分別與探測光幕M₁和M₄之間存在夾角α；探測光幕M₃和M₆垂直于yoz平面且分別與探測光幕M₁和M₄之間存在夾角β；

步驟S12：獲得多探測光幕陣列的空間幾何參數；

步驟S13：根據同一彈丸穿過多探測光幕的時刻值，建立任意一發彈丸飛行參數計算模型；

所述步驟S2尋找同一彈丸波形信號的步驟如下：

步驟S21：由多路采集模塊采集多彈丸穿過多探測光幕的信號，并提取彈丸穿過探測光幕的時刻值；

步驟S22：定義多彈丸穿過多探測光幕的時刻值；

步驟S23：計算多探測光幕陣列中三組平行探測光幕輸出信號的相關系數矩陣，找到平行探測光幕中同一彈丸的波形信號，確定其時刻值；

所述步驟S2尋找同一彈丸波形信號的具體步驟如下：

利用多路采集模塊獲得彈丸穿過探測光幕M1-M6的原始信號y_i(t)，i＝1，2，…，6，并采用離散小波變換對探測光幕信號y_i(t)進行濾波處理得到探測光幕中彈丸信號的時刻值t_ij，j＝1，2，…，n，其中，n為發射彈丸的數量；

探測光幕M1中第一個起始信號時刻記為第一發彈丸穿過第一個探測光幕時刻值t₁₁，并記該時刻t₁₁彈丸穿過探測光幕M1的坐標為A₁₁(x₁₁，y₁₁，z₁₁)；對于探測光幕M1的其他彈丸信號，按照其他彈丸穿過探測光幕M1的時間順序，記為t₁₂～t_1n；同時，按照順序記其他探測光幕M2-M6彈丸信號的時刻值，分別為t₂₁～t_2n，t₃₁～t_3n，t₄₁～t_4n，t₅₁～t_5n，t₆₁～t_6n；

y_1q(t)和y_4p(t)分別為第q發彈丸穿過探測光幕M1的信號和第p發彈丸穿過探測光幕M4的波形信號，根據平行探測光幕信號波形相關性，自動識別平行探測光幕對同一彈丸波形的歸屬關系，其相關系數為δ₁₄；同理，根據相關原則計算出探測光幕M2和M5的相關系數δ₂₅，以及探測光幕M3和M6的相關系數δ₃₆；若δ₁₄值最大，則y₁₁(t)和y_4p(t)為相關波形，認定其為同一發彈丸穿過平行探測光幕的信號；結合小波變換模極大值時刻提取得到彈丸波形的時刻值t_1q和t_4p，則第k個彈丸穿過探測光幕M1和M4的真實時刻值為t_1k＝t_1q和t_4k＝t_4p；同理，找到第k個彈丸穿過探測光幕M2和M5的時刻值t_2k和t_5k，以及穿過探測光幕M3和M6的時刻值t_3k和t_6k。