基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法，包括步骤：初始化；对激波传感器捕获到的激波信号进行去噪、滤波、放大和整形；提取出电平信号的时差，计算出偏移角度大小，得出不同情况下的弹道方向；计算得到弹点位置。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术的硬件电路大大减小了数据量，提高了运算速度；硬件电路众多的IO端口和功能多样的寄存器在控制无线通信系统的过程中灵活简便；本发明专利技术的定位方法，能提供精确的子弹着靶点位置信息，尽量避免漏报情况，适用于室内和室外；对子弹在弹靶上的数据采用小波包分析，小波包分析将频带进行多层次分解，不但对低频部分进行分解，而且还对高频部分也做了二次分解。而且还对高频部分也做了二次分解。而且还对高频部分也做了二次分解。

【技术实现步骤摘要】
基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法


[0001]本专利技术属于射击训练中子弹落靶处定位
，尤其涉及一种基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法。

技术介绍

[0002]目前，基于激波技术的自动报靶系统的子弹着靶点定位一直未能取得突破性进展，在此种情况下，我国诸多科研机构和企业陆续研制了金属体双/多层导电靶技术、激光遮断式技术、图像识别技术以及热成像技术为基础的系统与产品。但这些系统和产品都存在一定的问题，如只能实现区域性概率报靶、对光线的要求敏感而只能适用于室内靶场、靶体易被洞穿而失效等。
[0003]金属体双/多层导电靶技术是国
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内自动报靶产品中最早使用的技术，其工作原理为：当子弹穿越隔断的双/多层导电金属体时,瞬间连通金属体导电，以判断子弹是否穿过特定区域；金属体双/多层导电靶技术的优点是原理清晰简单且易于加工，但其缺点也十分明显,主要有：（1）只能实现区域概略报靶,无法精确定位，它只能定位于某一环的部分区域,无法精确定位弹着点,虽然可以完成报靶的基本功能要求,但无法提供更精确的信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法，其特征在于，激波信号处理电路由电源电路、时钟系统电路、前置信号放大电路、放大倍数调整电路、阈值比较电路、信号锁存电路、基于CPLD的时差计算电路和微处理器电路组成，还设有激波信号处理电路相配合的无线通信系统和上位机控制显示部分；定位方法具体包括以下步骤：步骤1、初始化：对各I/0端口进行初始化；对无线通信系统初进行始化；CPLD上电，对CPLD内部各模块全局清零；对激波传感器捕获到的激波信号进行去噪、滤波、放大和整形；步骤2、整形电路各路信号第1个脉冲上升沿作为后级基于CPLD的时差计算电路对应通道的触发信号，电平信号经过锁存电路锁存后送入基于CPLD的时差计算电路，基于CPLD的时差计算电路接收到阈值比较电路发送过来的电平信号后，提取出电平信号的时差，并对提取出的时差数据进行排序和格式调整后存储，记录下激波到达时间，向微处理器电路发出数据准备好的中断使能信号；计算出偏移角度大小，得出不同情况下的弹道方向；基于CPLD的时差计算电路包括多组脉冲整理模块、计数器控制模块、计数器模块、多组寄存器模块、数据排序模块和数据格式整理模块；步骤3、当微处理器电路的单片机接收到CPLD传来的数据准备好信号后，进入中断服务流程，单片机读取数据格式整理模块输出的数据：若单通道数据读取完毕，且所有通道数据也读取完毕，则向发送缓冲区中写入数据；若单通道数据未读完，则单片机继续向CPLD中的数据排序模块发送一个时钟脉冲，继续读取数据，直至单通道数据被读取完；若单通道数据读取完毕，但所有通道数据未读取完毕，则单片机重新向CPLD中的数据排序模块和数据格式整理模块分别发出时钟信号，继续读取数据，直至所有通道数据被读取完；步骤4、发送缓冲区向无线通信系统发送数据，计算得到弹点位置；步骤5、数据读取至无线通信系统的接收缓冲区完成后，微处理器电路通过无线通信系统向上位机显示控制部分传送数据；当数据发送完毕后，单片机检测到无线通信系统输出的DR高电平信号，单片机向CPLD发出全局清零信号，在中断标志位复位后，第一发子弹的测试完成，返回执行步骤2至步骤4，等待第二发子弹的数据准备好信号到来；步骤6、将计算得到的弹点位置及命中率在上位机控制显示部分显示出来。2.根据权利要求1所述的基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法，其特征在于，步骤1具体包括以下步骤：步骤1.1、去噪和滤波：输入激波传感器检测到的带噪声的激波信号，对激波信号进行特征提取，采用小波包分析继续对提取过特征后的激波信号进行滤波，将滤波结果和所提取的激波信号特征组合，采用小波去噪重建得到去噪后的滤波信号；小波包分析中的分解具有如下关系：A=AAA3+DAA3+ADA3+DDA3+AAD3+DAD3+ADD3+DDD3上式中，A表示低频，D表示高频，末尾的序列数表示小波包分析的层数；步骤1.2、放大：去噪后的滤波信号经过前置信号放大电路进行放大，前置信号放大电路在进行激波信号放大时，由放大倍数调整电路按照实际调整激波的放大倍数；经过放大后的激波信号由阈值比较电路将其与预设的阈值信号强度进行比较；若放大后的激波信号高于预设的阈值信号强度，则阈值比较电路输出高电平；若放大后的激波信号等于或低于预设的阈值信号强度，则阈值比较电路输出低电平；阈值比较电路将激波信号转换为电平信号；
步骤1.3、整形：整形电路将去噪后的方形滤波信号整理成数字式的脉冲信号。3.根据权利要求2所述的基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法，其特征在于，步骤2具体包括以下步骤：步骤2.1、阈值比较电路输出脉宽不同的方波信号至多组脉冲整理模块，脉冲整理模块将多个脉宽不同的方波信号整合成一个上升沿时间不变的高电平信号，并将上升沿时间不变的高电平信号输出至计数器控制模块；脉冲整理模块还将上升沿时间不变的高电平信号输出至寄存器模块，作为寄存器模块的使能信号，寄存器模块保存计数器模块的当前值；步骤2.2、任意一路脉冲整理模块的输入信号到达计数器控制模块时，计数器控制模块产生计数器使能信号，来启动计数器模块工作：计数器模块在最先一路计数器使能信号到达时启动，直到最后一路计数器使能信号到达后，等待微处理器电路发出清零信号后，计数器模块停止工作，存储计数器的当前数值；步骤2.3、使基于CPLD的时差计算电路内两路寄存器中数值相减,得到这两路通道对应的时差值；并计算出偏移角度大小，最终得出不同情况下的弹道方向；步骤2.4、采用数据排序模块在提取出计数器模块的计数值后按照各自对应的通道进行排序；数据排序模块排序的方式为：单片机对CPLD中的数据排序模块和数据格式整理模块给出时钟信号，在时钟信号上升沿的控制下，每一个上升沿到来时，按顺序输出一个计数器模块的计数值；若有清零信号，则数据排序模块输出低电平信号；步骤2.5、数据排序模块向数据格式整理模块输出数据排序结果，数据格式整理模块对数据排序结果进行格式整理；直至最后一路脉冲整理模块的输入信号到达计数器控制模块时，基于CPLD的时差计算电路计数器控制模块向微处理器电路发出数据准备好的中断使能信号。4.根据权利要求3所述的基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法，其特征在于，步骤4具体包括以下步骤：步骤4.1、微处理器电路控制无线通信系统的工作状态：初始化无线通信系统中与单片机相连的引脚；配置单片机的输出寄存器，输出寄存器与单片机的输入寄存器的设置相匹配；步骤4.2、设置无线通信系统的工作状态，微处理器电路通过UART串口读取无线通信系统接收到的数据：读取数据完成后，将数据按字节读至单片机接收缓冲区；步骤4.3、无线通信系统获得时间或角度信息后，得到关于测量值的非线性方程组；无线通信系统使用TDOA算法来求解非线性方程组；用三个基站的信息来进行定位，得到弹点位置。5.根据权利要求1所述的基于激波信号处理电路的子弹着靶点及弹道方向定位方法，其特征在于，步骤2中：基于CPLD的时差计算电路中选用EPM570T100C5N芯片；基于CPLD的时差计算电路将单片机控制显示系统的控制信号输出端口连接至CPLD芯片的专用全局时钟引脚和全局清零引脚；多组脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宾，张文新，储月坤，陶振环，
申请(专利权)人：中弓江苏智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：