一种光幕靶测速仪及弹道捕获方法技术

本发明专利技术涉及一种应用于弹丸测速的光幕测速仪和弹丸弹道捕获的方法，其特征在于包括微处理器单元、显示和操作的显示触屏单元、X轴激光光幕发射单元、X轴接收激光光幕的激光接收单元、Y轴激光光幕发射单元、Y轴接收激光光幕的激光接收单元、信号处理电路单元。在测速的同时能通过多点描绘出弹丸在空间的弹道运动轨迹，弹道测量方法与现有技术相比，是一种低成本，原理简单，效率高，不受外界环境可见度的影响，测量结果形象直观的弹道捕获方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种应用于弹丸测速的光幕测速仪和弹丸弹道捕获的方法，其特征在于包括微处理器单元、显示和操作的显示触屏单元、X轴激光光幕发射单元、X轴接收激光光幕的激光接收单元、Y轴激光光幕发射单元、Y轴接收激光光幕的激光接收单元、信号处理电路单元。在测速的同时能通过多点描绘出弹丸在空间的弹道运动轨迹，弹道测量方法与现有技术相比，是一种低成本，原理简单，效率高，不受外界环境可见度的影响，测量结果形象直观的弹道捕获方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种应用于弹丸测速的光幕测速仪和弹丸弹道捕获的方法，本专利技术属于常规兵器靶场测试
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技术介绍
目前，光幕测速的方式多采用红外发射管和接收管的方式设计，每个对应的接收管必须与一个红外发射管相对应，整套系统必须保证每个接收管严格的和发射管对准，系统才能够进入测试状态，但是由于红外光线是不可见光，人眼是无法看见的，只有采用特殊设备才可以进行观测，而且红外接收管是感知红外的方向性很强，如果红外发射管因为物理安装结构上的变形，我们在不借助于任何专业设备的情况下无法进行人为的校正，使得其存在维护难度大的隐患，在红外接收管数量不多的时候，可以进行以上的安装方式，但是若数量不多则使得光幕的光束的数目也减少，而且此类光幕只有在单方向上有一排光束，光幕的检测密度稀疏，无法对弹径小的弹丸进行测量，只能在光幕光束密度的允许范围内进行有限制的测量，这也使得即使在弹丸弹径达到一定级别也会有漏弹检测的风险，对测试效果大打折扣。在对弹丸进行测速的同时，实验人员会对发射枪或者弹丸的综合性能进行考察，比如对弹丸的飞行弹道进行分析，从而间接性的对其性能进行评估。但是目前对弹丸弹道的分析，大多是使用3D成像仪器进行图像处理，或者使用高速摄像机等专业光电学设备进行分析，该类设备基本是在弹丸飞行中获取整个动态过程，将捕获到的高清图像进行高分辨率的放大，然后通过对处理后的图像分析，得出弹丸的弹道路径。此类设备价格非常昂贵，维护价格同样很高，而且有的光电学设备甚至是国外制造，价格昂贵不适合普及，售后维护难度大。这种光电学设备需要采集大量的高清画面，因此外界的环境成为影响的重要因素，在复杂的天气情况下是无法正常使用的，如大雾和阴霾天气对测量产生直接影响，夕卜界的环境能见度的大小直接影响其测试的准确性和可靠性，从而有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题就是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种弹丸测速的激光交织光幕测速仪和弹丸弹道捕获的方法，仪器结构简单、操作方便、成本低、检测效率高，通过高亮度激光二极管形成人眼可见的交织激光光幕，准确的捕获通过光幕的弹丸。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种激光光幕测速仪，包括微处理器单元、显示和操作的显示触屏单元、X轴激光光幕发射单元、X轴接收激光光幕的激光接收单元、Y轴激光光幕发射单元、Y轴接收激光光幕的激光接收单元、信号处理电路单元。所述的显示触屏单元，是可触摸操作的高分辨率TFT彩色屏，用于显示系统的数据状态和测试结果，上面的触屏按键代替了物理按键对系统进行操作设置，与所述的微处理器单元连接。所述的X轴激光光幕发射单元和Y轴激光光幕发射单元，是由高亮度的激光二极管发射器构成，用于形成可见度和方向性强的激光光幕，所述的X轴激光光幕发射单元与所述的Y轴激光接收单元安装位置是端点处相互垂直的。所述的X轴接收激光光幕的激光接收单元和Y轴接收激光光幕的激光接收单元，是由多个光电二极管直线排列组成的，用于接收所述的激光光幕发射单元的激光，所述的激光接收单元的光电二极管能够感知光通量的变化。所述的X轴接收激光光幕的接收单元和Y轴接收激光光幕的激光接收单元安装位置是端点处相互垂直的。所述的光电二极管的状态感知是完全独立的，他们的状态能被所述的信号处理单元进行处理，然后把电信号给所述的微处理器单元进行运算处理。所述的信号处理电路单元，是光电信号处理单元，能够把光通量的变化转化为电信号，通过多路相与电路最终输出一个有效信号给微处理器单元进行处理，同时也能够把所述的多个光电二极管的状态进行并转串处理，与所述的微处理器单元的串口进行连接，所述的信号处理电路单元使得所述的微处理器在低硬件开销的情况下有效处理每个光电二极管的电信号。为解决上述技术问题，本专利技术还提出了一种弹丸弹道捕获的方法，其特征在于包括如下步骤:1、通过显示触屏单元的触屏按键输入各个光幕靶之间的间距值，即获取了 Z轴的坐标值。2、微处理器单元将所述的信号处理单元的串转并信号输出端的信号进行采集。3、对信号的特征进行分析，如X坐标轴的光电二极管阵列以8个数目为基本单元，若得到的数据为0XF7，对应的二进制位为1111 0111，则可知第4位的光电二极管被截断，由于二极管的排列的间距是相等的，则可以得到弹丸截断的光电二极管的实际物理位置。同理，在Y轴上的光电二极管阵列的信号以同样的方式进行解算，并由等间距公式计算出该运行的弹丸在空间中位置的偏移值。而Z轴的坐标值即是各个光幕靶之间安装的间隔值。4、多个光幕组成的数据采集系统中，运行弹丸的偏移位置的数值量都可以在测试完速度的值后在显示触摸屏单元得到。实验人员在显示触屏单元很直观的获取这些有效数据，然后把这些值输入到计算机Matlab软件进行处理，该软件可以由这些值形成一个三维曲线坐标图，就可以很直观的通过三维坐标点描述弹丸飞行轨迹的变化。本专利技术的有益效果，本专利技术与现有技术相比本专利技术的技术优势在于:1.采用交织激光光幕和光电信号处理电路，检测精度高、装置结构简单、成本低、抗干扰能力强、操作简单。2.能够根据实际测量精度的需要对光幕靶的数目进行扩展和光幕靶之间的间隔的距离进行调节。能够测多组速度数据进行分析，能够有效的缩小实验误差；3.在测速的同时能通过多点描绘出弹丸在空间的弹道运动轨迹，弹道测量方法与现有技术相比，是一种低成本，原理简单，效率高。测速和弹道捕捉能够同时进行，且不受外界环境可见度的影响，测量结果形象直观的弹道捕获方法。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，附图中:图1是本专利技术的光幕靶结构示意图；图2是本专利技术的光幕靶工作时有弹丸穿过的结构示意图；图3是本专利技术的光幕靶的装配剖面图；图4是本专利技术的弹道捕获方法原理图；图5A是本专利技术的信号处理单元的信号放大电路示意图；图5B是本专利技术的信号处理单元的信号比较单元示意图；图5C是本专利技术的信号处理单元电气连接结构示意图；图6本专利技术的整个测试过程的流程示意图；图中，100——光幕靶，101——X轴光幕接收装置，102——Y轴光幕接收装置，103——X轴光幕发射装置，104——Y轴光幕发射装置，201——X轴上被截断的光电二极管，202——Y轴上被截断的 光电二极管，203——弹丸，300——光幕测速和弹道捕获系统，301—飞行的弹道线，302—瞄准基线，501—比例运算放大电路，502——电压跟随电路，503——比较器电路，504——并转串电路单元，505——微处理器单元，506——显示触摸单元，507—相与电路单元。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术的光幕靶100包括X轴光幕接收装置101，Y轴光幕接收装置102，X轴光幕发射装置103，Y轴光幕发射装置104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光幕测速仪，其特征在于包括微处理器单元、显示和操作的显示触屏单元、X轴激光光幕发射单元、X轴接收激光光幕的激光接收单元、Y轴激光光幕发射单元、Y轴接收激光光幕的激光接收单元、信号处理电路单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石跃祥，陈洋卓，朱东辉，禹迪，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43