多线激光交汇编码式目标位置测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多线激光交汇编码式目标位置测试装置及测试方法，该测试装置包括测试装置主体、智能信号采集仪和上位机，其中，测试装置主体沿枪炮发射的延伸方向一定距离处设置并且与智能信号采集仪相连接，智能信号采集仪与上位机相连接，测试装置主体与水平面呈垂直布置，在测试装置主体上设有光电探测单元和激光发射单元，测试装置主体配置地用于将光电探测单元的信号传输到智能信号采集仪，信号经过处理后再传输至上位机，最后通过分析处理后得到目标着靶坐标。本发明专利技术涉及的多线激光交汇立靶测试装置和测试方法能够获得目标着靶的精确位置坐标，显著提高了测试系统精度，同时还可以有效地消除杂散光的干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及靶场光电测试领域，具体涉及一种多线激光交汇编码式目标位置测试装置及测试方法。
技术介绍
在靶场测试领域，弹丸目标的飞行动态参数制约着武器的发展，如飞行速度、飞行方位角、立靶坐标等。这些参数的变化将会对武器的发射性能及毁伤性能有很大的影响，故而目标的飞行参数的获取是靶场测试中重要的技术指标。目前测试设备主要有靶板法测量、多光幕交汇测量法、双CCD交汇测量法。靶板法采用接触式测量，将木板、纸板或纺织布等材料在弹道终点与弹道垂直立一面靶，根据弹丸目标通过靶面留下的弹孔痕迹，用三角尺和圆规等工具测量出坐标等参数。这种方法虽然可靠性高，但是需要人工操作来完成，效率低、容易引起判读误差且测试真弹具有一定危险性，且对重孔无法识别。多光幕交汇测量法包括四光幕交汇法和六光幕交汇法。四光幕交汇测试装置是用光幕靶或天幕靶形成的四光个光幕以特定的位置与角度布置，当弹丸从光幕中穿过，数据计时采集仪将会捕获弹丸穿过四个光幕的是时刻值，根据四个时刻值和光幕的空间位置就可以计算出弹丸穿过光幕靶的空间位置坐标。该方法要求弹丸应垂直入射靶面，当弹丸不垂直穿过靶面时，则用公式推导的弹丸位置坐标与实际值之间将会存在一定的偏差。六光幕交汇测量系统是在原有的四光幕交汇立靶基础上，通过增加两个光幕实现对斜入光幕弹丸的速度、空间矢量角度，该系统成功的解决了四光幕交汇立靶测试装置对弹丸斜入射光幕的立靶点和速度测量不准的不足，但是六光幕交汇测试装置仍存在着系统结构复杂、探测灵敏度不足等问题。双CCD交汇立靶测量系统是用两台CCD相机在空中形成交汇面，以天空背景作为光源，CCD像元对交汇面进行细分。CCD器件的驱动和采集数据电路需要天幕靶或炮口信号作为触发源，从而影响了系统工作的可靠性，并且双CCD交汇立靶测量系统用于室外小口径弹丸测量时,存在探测灵敏度低的缺点。
技术实现思路
针对上述的不足，本专利技术提出了一种多线激光交汇编码式目标位置测试装置和测试方法，应用于飞行目标着靶坐标参数的测量。本专利技术提出了一种多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其包括测试装置主体、智能信号采集仪和上位机，其中，测试装置主体沿枪炮发射的延伸方向一定距离处设置并且与智能信号采集仪相连接，智能信号采集仪与上位机相连接，测试装置主体与水平面呈垂直布置，在测试装置主体上设有光电探测单元和激光发射单元，测试装置主体配置地用于将光电探测单元的信号传输到智能信号采集仪，信号经过处理后再传输至上位机，最后通过分析处理后得到目标着靶坐标。作为优选，测试装置主体包括依次连接的第一柱体、第二柱体和第三柱体，第一柱体和第三柱体呈竖直布置，第二柱体呈水平布置，第一柱体和第三柱体底部通过连接杆相连接，第一柱体、第二柱体、第三柱体和连接杆构成矩形框架结构，在每个柱体上布置有光电探测单元。作为优选，光电探测单元包括自适应调节电路板、光电探测器阵列、第二狭缝、滤光片和第一狭缝，其中，滤光片安装在第二狭缝上，光电探测器阵列安装在自适应调节电路板上，自适应调节电路板、光电探测器阵列、第二狭缝、滤光片和第一狭缝在每个柱体内由外侧向内侧依次布置。作为优选，通过上位机对每个光电探测单元中的光电探测器阵列进行编码识别处理。作为优选，在第一狭缝和滤光片之间设有光学透镜。作为优选，激光发射单元包括线激光器，线激光器按照一定角度分别布置在测试装置主体的两侧底角处，每个线激光器能够发出扇形激光束，所有的扇形激光束交叉形成探测光幕即光幕探测靶面。作为优选，在测试装置柱体的下部设有底座，测试装置主体通过底座固定放置在水平地面上。本专利技术还提供一种多线激光交汇编码式目标位置测试方法，其采用上述任一项技术方案中的多线激光交汇编码式目标位置测试装置，方法的步骤如下：(1)沿枪炮发射的延伸方向一定距离处正确摆放测试装置主体，将光电探测单元的输出信号端口与智能信号采集仪的数据接口连接；利用远程数据线将智能信号采集仪与上位机的通讯端口连接，分别给测试装置主体、智能信号采集仪和上位机供电；(2)以测试装置的探测靶面区域的左下角为中心原点建立坐标系XOY，进行实弹射击，目标穿过探测光幕引起部分光通量变化，将光电探测单元中每个光电探测器的信号经智能信号采集仪传送给上位机；(3)确定目标的着靶坐标(x,y)，当目标穿过探测光幕时，目标遮挡住激光发射单元发出的激光光束，使得对应的某些光电探测器上的信号由低电平变为高电平，即由0变为1，根据该光电探测器的信号变化对应的编码序号，结合交汇的线激光器固有坐标参数，可获得目标着靶的具体坐标。作为优选，将测试装置的探测光幕按对角线分为四个区域，分别为区域I、区域II、区域III、区域IV，目标穿过不同区域对应目标几何中心的投影到光电探测单元的不同边上的坐标为：区域I(L,yαI)，(0,yβI)；区域II(xαII,L)，(0,yβII)；区域III(xαIII,L)，(xβIII,L)；区域IV(L,yαIV)，(xβIV,L)，然后通过上位机进一步处理就可算出目标的着靶坐标(x,y)，其中，上式中，L为测试装置探测靶面的边长，xαI、xαII、xαIII、xαIV分别为目标在不同区域内遮挡住一侧底角线激光器的激光光束，投影到光电探测单元三条边上暗影的中心位置；xβI、xβII、xβIII、xβIV分别为目标在不同区域遮挡住另一侧底角所述线激光器的激光光束，投影到光电探测单元三条边上暗影的中心位置。作为优选，当目标穿过探测光幕时，由于目标的直径不同，穿过光幕的位置不同，其遮挡的激光光束也不同，测量存在误差，两底角的目标的位置即为最大误差位置，设a是一侧边界激光束与探测靶的夹角，由于激光束与目标边缘是外切的关系，因此，穿过质心的光束与两条外切的光束夹角相同，设为b，则测量误差Δx的关系式为 Δ x = L | tan 3 ( a + b ) tan 2 b 1 - tan 2 ( a + b ) tan 2 b | ]]>本专利技术涉及的多线激光交汇编码式目标位置测试装置和测试方法能够获得目标着靶的精确位置坐标，显著提高了测试系统精度，同时还可以有效地消除杂散光的干扰。附图说明图1是本专利技术的多线激光交汇编码式目标位置测试装置的布局示意图；图2是本专利技术的多线激光交汇编码式目标位置测试装置的结构示意图；图3是本专利技术的多线激光交汇编码式目标位置测试装置中光电探测单元的结构示意图；图4是本专利技术的多线激光交汇编码式目标位置测试装置中光电探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其包括测试装置主体(1)、智能信号采集仪(11)和上位机(12)，其中，所述测试装置主体(1)沿枪炮发射的延伸方向一定距离处设置并且与所述智能信号采集仪(11)相连接，所述智能信号采集仪(11)与所述上位机(12)相连接，所述测试装置主体(1)与水平面呈垂直布置，在所述测试装置主体(1)上设有光电探测单元和激光发射单元，所述测试装置主体(1)配置地用于将所述光电探测单元的信号传输到所述智能信号采集仪(11)，信号经过处理后再传输至所述上位机(12)，最后通过分析处理后得到目标着靶坐标。

【技术特征摘要】
1.一种多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其包括测试装置主体(1)、智能信号采集仪(11)和上位机(12)，其中，所述测试装置主体(1)沿枪炮发射的延伸方向一定距离处设置并且与所述智能信号采集仪(11)相连接，所述智能信号采集仪(11)与所述上位机(12)相连接，所述测试装置主体(1)与水平面呈垂直布置，在所述测试装置主体(1)上设有光电探测单元和激光发射单元，所述测试装置主体(1)配置地用于将所述光电探测单元的信号传输到所述智能信号采集仪(11)，信号经过处理后再传输至所述上位机(12)，最后通过分析处理后得到目标着靶坐标。2.根据权利要求1所述的多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其特征在于：所述测试装置主体(1)包括依次连接的第一柱体(13)、第二柱体(14)和第三柱体(15)，所述第一柱体(13)和所述第三柱体(15)呈竖直布置，所述第二柱体(14)呈水平布置，所述第一柱体(13)和所述第三柱(15)体底部通过连接杆(9)相连接，所述第一柱体(13)、所述第二柱体(14)、所述第三柱体(15)和所述连接杆(9)构成矩形框架结构，在每个柱体上布置有所述光电探测单元。3.根据权利要求2所述的多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其特征在于：所述光电探测单元包括自适应调节电路板(2)、光电探测器阵列(3)、第二狭缝(4)、滤光片(5)和第一狭缝(7)，其中，所述滤光片(5)安装在所述第二狭缝(4)上，所述光电探测器阵列(3)安装在所述自适应调节电路板(2)上，所述自适应调节电路板(2)、所述光电探测器阵列(3)、所述第二狭缝(4)、所述滤光片(5)和所述第一狭缝(7)在每个所述柱体内由外侧向内侧依次布置。4.根据权利要求3所述的多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其特征在于：通过所述上位机(12)对每个所述光电探测单元中的所述光电探测器阵列(3)进行编码处理。5.根据权利要求4所述的多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其特征在于：在所述第一狭缝(7)和所述滤光片(5)之间设有光学透镜(6)。6.根据权利要求1-5中任一项所述的多线激光交汇编码式目标位置 测试装置，其特征在于：所述激光发射单元包括线激光器(8)，所述线激光器(8)按照一定角度分别布置在所述测试装置主体(1)的两侧底角处，每个所述线激光器(8)能够发出扇形激光束，所有的扇形激光束交叉形成探测光幕即光幕探测靶面。7.根据权利要求6所述的多线激光交汇编码式目标位置测试装置，其特征在于：在所述测试装置柱体(1)的下部设有底座(10)，所述测试装置主体(1)通过所述底座(10)固定放置在水平地面上。8.一种多线激...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翰山，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61