一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统技术方案

本发明专利技术为一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统，采边框加前后受弹靶面组成密封靶腔，密闭靶腔具有隔绝报靶区域外的杂波干扰功能，在密闭靶腔内部形成相对稳定的超声波传播环境，当弹丸穿过前后靶面时，与靶面摩擦产生超声波；在密闭靶腔底部设置有弧形布置的超声波信号采集探头部件，用来采集弹丸与靶面摩擦产生超声波信号和密闭靶腔内的环境温度；5只超声传感器呈U型布阵方式，在传感器安装座上成同圆心同半径的弧线上均等布置，相邻传感器的轴线之间夹角为15°。5个超声传感器做两次运算再做平均值计算，取平均值为弹着点坐标值，有效解决了加工导致的报靶误差。

【技术实现步骤摘要】
一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统
本专利技术涉及超声波
，尤其涉及一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统。
技术介绍
精度报靶是警察及部队军事化训练中射击训练经常使用的训练报靶手段，目的是为射击训练、考核、竞赛提供客观准确的标准条件，有利于提高实弹射击的准确性。现有起超声波报靶技术没有对超声探头的均衡性及机械结构件加工误差的补偿算法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统，包括靶标、通讯网络、总控系统，靶标上设有数据采集组件，数据采集组件采集弹着点数据，并将弹着点数据通过通讯网络发送给总控系统，总控系统给出射击成绩，其特征在于：所述靶标包括靶腔和靶架，靶腔安装在靶架上，所述靶架上设有固定基座；所述数据采集组件包括超声传感器，所述超声传感器呈U形布阵安装在固定基座上。进一步的，所述数据采集组件包括5只超声传感器，5只超声传感器在固定基座上呈同心圆同半径的弧线上均等布置，相邻传感器的轴线之间的夹角为10-30°。进一步的，5只超声传感器在同一纵向面上。进一步的，所述数据采集组件还包括超声波信号采集及处理电路板，超声波信号采集及处理电路板与超声传感器电信号连接；所述5只超声传感器从左到右依次为1号超探头、2号超探头、3号超探头、4号超探头、5号超探头，其中1号超探头、3号超声探头和5号超声探头为一组进行第一次超声波信号检测,通过超声波信号采集及处理电路板解算出相应的坐标值(X1，Y1)；2号超探头、3号超声探头和4号超声探头为一组进行第二次超声波信号检测，通过超声波信号采集及处理电路板再次解算出相应的坐标值(X2，Y2)；超声波信号采集及处理电路板将(X1，Y1)和(X2，Y2)进行平均值运算，将计算出来的(X1，Y1)和(X2，Y2)的平均值(X，Y)作为弹着点坐标值发送给总控系统。进一步的，所述超声波信号采集及处理电路板包含有5路传感器信号采集电路，并包含有传感器前置放大电路、信号滤波电路、主放大电路、电压跟随电路、电压比较电路，并设置有时差测量仪、主控制芯片、无线通信模块、电源变换器；所述5路传感器信号采集电路分别采集1号超探头、2号超探头、3号超探头、4号超探头、5号超探头的超声波信号，并发送给前置放大电路；所述前置放大电路与一级滤波电路相连，前置放大电路将超声传感器所接收到的信号进行放大到一定的幅度后送至信号滤波电路；所述信号滤波电路与主放大电路相连，信号滤波电路有效滤除干扰噪声信号后将信号送至主放大电路，所述主放大电路用于增强信号强度；所述电压跟随电路与主放大电路相连，用来增强信号的输出驱动能力；所述电压比较电路与电压跟随电路相连，所述电压比较电路用于判读信号输出强度，并将输出与时差测量仪相连，所述时差测量仪通过脉冲计数电路测出时间差，将超声信号的时间差的精确测量结果通过地址总线和数据总线发送给主控制芯片；主控制芯片将5路超声信号的时间差通过无线通信模块传送至靶道总控计算机；还包括电路板及通信模块供电电池组，所述电路板及通信模块供电电池组为超声波信号采集及处理电路板及通信模块各部分提供有效工作的电源。进一步的，所述数据采集组件还包括温度传感器和温度采集电路，所述温度传感器设置在密闭靶腔内部；所述温度采集电路通过单总线与主控制芯片相连接，所述温度采集电路通过温度传感器采集环境温度值，并将采集到的温度数据通过单总线发送给主控制芯片。进一步的，所述靶腔包括边框和前后受弹靶面，所述边框包括左侧板、右侧板，以及上顶板，其中左侧板、右侧板、上顶板和前受弹靶面、后受弹靶面共同围成底部开口的靶腔，左侧板与上顶板、前、后受弹靶面的接缝处胶密封，右侧板与上顶板、前、后受弹靶面的接缝处胶密封；所述靶架包括超声探头安装座和支撑座，超声探头安装座固定在支撑座的上部，超声探头安装座的尺寸小于靶腔底部开口的尺寸，超声探头安装座嵌入靶腔内，靶腔底部的开口与支撑座之间的接缝处胶密封。进一步的，所述5只弧形布置的超声传感器采用18K超声传感器，有效探测距离不小于1m，探测边界夹角不小于120°。本专利技术还提出一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统，其包括密闭靶腔、五只封闭式U型布阵超声传感器、温度传感器、传感器安装座、超声波信号采集及处理电路板、通信模块、靶道分控计算机、网络交换机或Wifi无线路由器、靶道总控计算机、观摩电视机、成绩输出打印机；在密闭靶腔内下方设置5只封闭式U型布阵超声传感器和1只温度传感器，超声传感器和温度传感器的输出端通过信号电缆与超声波信号采集及处理电路板相连，超声波信号采集及处理电路板通过信号线缆与通信模块相连接；通信模块通过网络交换机或Wifi无线路由器与靶道总控计算机进行有线或无线通信，将超声波信号采集及处理电路板计算结果送至靶道总控计算机；总控计算机与靶道分控计算机和观摩电视机通过网络线缆连接，将射击成绩下发到靶道分控计算机和或观摩电视机上显示；靶机总控计算机对靶道分控计算机开放分控控制操作功能；靶道总控计算机与打印机相连接，可以随时将射击成绩进行纸质介质输出。进一步的，靶道总控计算机根据数学模型在报靶软件中显示(X，Y)坐标值，然后根据靶形判断环数、方位信息，并通过网络交换机将最终结果下发靶道分控计算机和或观摩电视机；靶道总控计算机对靶道分控计算机开放分控控制功能，靶道总控计算机外接打印机可进行射手射击成绩打印。有益效果：本专利技术采边框加前后受弹靶面组成密封靶腔，密闭靶腔具有隔绝报靶区域外的杂波干扰功能，在密闭靶腔内部形成相对稳定的超声波传播环境，当弹丸穿过前后靶面时，与靶面摩擦产生超声波；在密闭靶腔底部设置有弧形布置的超声波信号采集探头部件，用来采集弹丸与靶面摩擦产生超声波信号和密闭靶腔内的环境温度；5只超声传感器呈U型布阵方式，在传感器安装座上成同圆心同半径的弧线上均等布置，相邻传感器的轴线之间夹角为15°。5个超声传感器做两次运算再做平均值计算，取平均值为弹着点坐标值，有效解决了加工导致的报靶误差。附图说明图1为封闭式U型布阵超声自动报靶系统结构示意图；图2为靶标结构示意图；图3为封闭式U型布阵超声自动报靶系统传感器弧形布阵图；图4为超声波信号采集及处理电路板电路示意图；图5为固定基座结构示意图；图6为超声波信号采集及处理电路板解算公式示例图；图7为固定基座结构放大示意图。具体实施方式实施例1：如图1所示，一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统，包括靶标100、通讯网络200、总控系统300。如图2所示，靶标100上设有数据采集组件，数据采集组件采集弹着点数据，并将弹着点数据通过通讯网络发送给总控系统，总控系统给出射击成绩。所述靶标100包括靶腔101和靶架102，靶腔101安装在靶架102上，所述靶架102上设有固定基座103；所述数据采集组件包括超声传感器104，所述超声传感器104呈U形布阵安装在固定基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统，包括靶标、通讯网络、总控系统，靶标上设有数据采集组件，数据采集组件采集弹着点数据，并将弹着点数据通过通讯网络发送给总控系统，总控系统给出射击成绩，其特征在于：所述靶标包括靶腔和靶架，靶腔安装在靶架上，所述靶架上设有固定基座；所述数据采集组件包括超声传感器，所述超声传感器呈U形布阵安装在固定基座上。/n

【技术特征摘要】
1.一种封闭式U型布阵超声自动报靶系统，包括靶标、通讯网络、总控系统，靶标上设有数据采集组件，数据采集组件采集弹着点数据，并将弹着点数据通过通讯网络发送给总控系统，总控系统给出射击成绩，其特征在于：所述靶标包括靶腔和靶架，靶腔安装在靶架上，所述靶架上设有固定基座；所述数据采集组件包括超声传感器，所述超声传感器呈U形布阵安装在固定基座上。


2.根据权利要求1所述的封闭式U型布阵超声自动报靶系统，其特征在于：所述数据采集组件包括5只超声传感器，5只超声传感器在固定基座上呈同心圆同半径的弧线上均等布置，相邻传感器的轴线之间的夹角为10-30°。


3.根据权利要求2所述的封闭式U型布阵超声自动报靶系统，其特征在于：5只超声传感器在同一纵向面上。


4.根据权利要求2所述的封闭式U型布阵超声自动报靶系统，其特征在于：所述数据采集组件还包括超声波信号采集及处理电路板，超声波信号采集及处理电路板与超声传感器电信号连接；所述5只超声传感器从左到右依次为1号超探头、2号超探头、3号超探头、4号超探头、5号超探头，其中1号超探头、3号超声探头和5号超声探头为一组进行第一次超声波信号检测,通过超声波信号采集及处理电路板解算出相应的坐标值（X1，Y1）；2号超探头、3号超声探头和4号超声探头为一组进行第二次超声波信号检测，通过超声波信号采集及处理电路板再次解算出相应的坐标值（X2，Y2）；超声波信号采集及处理电路板将（X1，Y1）和（X2，Y2）进行平均值运算，将计算出来的（X1，Y1）和（X2，Y2）的平均值（X，Y）作为弹着点坐标值发送给总控系统。


5.根据权利要求4所述的封闭式U型布阵超声自动报靶系统，其特征在于：所述超声波信号采集及处理电路板包含有5路传感器信号采集电路，并包含有传感器前置放大电路、信号滤波电路、主放大电路、电压跟随电路、电压比较电路，并设置有时差测量仪、主控制芯片、无线通信模块、电源变换器；
所述5路传感器信号采集电路分别采集1号超探头、2号超探头、3号超探头、4号超探头、5号超探头的超声波信号，并发送给前置放大电路；
所述前置放大电路与一级滤波电路相连，前置放大电路将超声传感器所接收到的信号进行放大到一定的幅度后送至信号滤波电路；
所述信号滤波电路与主放大电路相连，信号滤波电路有效滤除干扰噪声信号后将信号送至主放大电路，所述主放大电路用于增强信号强度；
所述电压跟随电路与主放大电路相连，用来增强信号的输出驱动能力；
所述电压比较电路与电压跟随电路相连，所述电压比较电路用于判读信号输出强度，并将输出与时差测量仪相连，所述时差测量仪通过脉冲计数电路测出时间差，将超声信号的时间差的精确测量结果通过地址总线和数据总线发送给主控制芯片；
主控制芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，刘志刚，王雷，沈琨，
申请(专利权)人：南京润景丰创信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32