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基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置及测量方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201710045926.6

申请日:

2017.01.20

公开号:

CN106814368A

公开日:

2017.06.09

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01S 17/48申请日:20170120|||公开
IPC分类号: G01S17/48 主分类号: G01S17/48
申请人: 西安工业大学
发明人: 董涛; 倪晋平; 谭林秋
地址: 710032 陕西省西安市未央区学府中路2号
优先权:
专利代理机构: 西安新思维专利商标事务所有限公司 61114 代理人: 黄秦芳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201710045926.6

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

2017.07.04|||2017.06.09

法律状态类型:

太阳城集团实质审查的生效|||公开

摘要

本发明属于靶场测试技术领域,具体涉及一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置及其测试方法,解决现有技术存在的测量误差大、系统复杂、测量靶面小、系统容易受环境干扰等问题,本发明采用的技术方案由第一激光测距仪、第二激光测距仪、坐标原点指示器、靶架水平状态指示水泡,支撑靶架、供电及信号处理装置组成,所述两个激光测距仪的激光光源是扇形一字线型半导体激光器,其发光角度均为140°,且两个扇形一字线型光源的发光光幕在空间重合,两个激光测距仪对称设置于系统坐标原点指示器的两侧,通过测量穿越探测光幕面的弹丸与两个激光测距仪的距离,基于三角形几何模型求解弹丸着靶坐标。

权利要求书

1.一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置,其特征在于:包括支撑靶架(5),
所述的支撑靶架(5)的上表面设置有系统坐标原点指示器(3),系统坐标原点指示器(3)的
两侧对称设置有第一激光测距仪(1)和第二激光测距仪(2),第一激光测距仪(1)和第二激
光测距仪(2)分别与系统供电电源(6)及信号处理装置(7)连接,第一激光测距仪(1)和第二
激光测距仪(2)的激光光源为扇形一字线型半导体激光器,其发光角度均为100°—160°,且
两个扇形一字线型半导体激光器的发光光幕在空间重合。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置,其特征在
于:所述的支撑靶架(5)上表面还设置有靶架水平状态指示水泡(4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置,其特征在
于:所述的第一激光测距仪(1)和第二激光测距仪(2)的激光光源发光角为140°。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量方法,其特征在
于:通过测量穿越探测光幕面的弹丸与两个激光测距仪的距离,基于三角形几何模型求解
弹丸着靶坐标,具体步骤如下:
1)以两个激光测距仪激光光源发光点A和B的中点O为原点建立坐标系XOY,两个激光测
距仪激光器发光点A和B之间的距离为D;
2)实弹射击,弹丸穿越测量光幕面,两个激光测距仪测量得到弹丸与两个激光器发光
点的距离S1和S2。
3)根据系统坐标测量公式计算出弹着点坐标:
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4)得到计算结果x和y。

说明书

基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置及测量方法

一、技术领域

本发明属于靶场测试技术领域,具体涉及一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标
测量装置及其测试方法,其可用于测量各种口径弹丸着靶坐标。

二、背景技术:

在枪、炮、弹的研制和生产中,弹丸着靶坐标是需要经常测试的关键参数。通过着
靶坐标进一步计算所得到的准确度、密集度指标是衡量武器性能优劣的一项重要指标,准
确度、密集度的好坏直接关系到有效射击距离内命中概率的高低。目前常用的测量方法有
靶板法、声靶法、双线阵CCD交汇法、多光幕交汇法等。

靶板法是根据试验规程要求在弹道规定的位置上,竖立木板或纱网,一组射击完
毕,用手工测量靶板上弹孔的位置。靶板法虽然可靠性高,但材料消耗多,安装不方便,不能
识别重孔,费时费力,不仅不能做到实时数据处理,而且由于手工测量的原因,人为误差无
法消除。

声学原理立靶虽能实现弹丸着靶坐标的测量,但由于其受测量环境影响较大,如
现场的气压和环境温度等,声学立靶测量结果误差较大,且声靶法不能用于低音速弹丸的
测量。

多光幕交汇测量法包括四光幕交汇法和六光幕交汇法。四光幕交汇测试系统是将
用光幕靶或天幕靶形成的四个光幕以特定的位置和角度布置在空间,当弹丸从光幕穿过,
用测时仪或数据采集仪记录弹丸穿过四个光幕的时刻,依据四个时刻值和光幕的空间位置
参数便可计算出弹丸穿过光幕的位置坐标。该方法要求弹丸垂直入射预定靶面,当不垂直
时,采用的测算公式计算出的坐标值与实际相差较大。六光幕交汇测试系统是在四光幕交
汇立靶基础上,通过增加两个光幕面实现对斜入射弹丸速度、弹道俯仰角、弹道方位角和着
靶位置坐标的测量,该系统成功解决了四光幕交汇立靶对斜入射弹道弹着点和速度测不准
的不足。但多光幕测量方法在用于室内弹丸坐标测量时,需要配备多个光源,使得测量系统
较为复杂。

双CCD交汇立靶测量系统是近年来迅速发展起来的一种非接触式测量技术,由于
CCD立靶具有结构简单、使用方便、测量精度高、实时性强和自动化程度高等诸多优点,所以
双CCD交汇立靶在国内靶场普遍使用。但是现有双CCD交汇立靶在用于室外小口径弹丸测量
时,存在灵敏度低,很难形成较大的测量靶面的缺点。

三、发明内容

本发明为解决现有技术存在的测量误差大、系统复杂、测量靶面小、系统容易受环
境干扰等问题,提供一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置及其测试方法。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种基于激光测距原理的弹丸着靶
坐标测量装置,其特征在于:包括支撑靶架,所述的支撑靶架的上表面设置有系统坐标原点
指示器,系统坐标原点指示器的两侧对称设置有第一激光测距仪和第二激光测距仪,第一
激光测距仪和第二激光测距仪分别与系统供电电源及信号处理装置连接,第一激光测距仪
和第二激光测距仪的激光光源为扇形一字线型半导体激光器,其发光角度均为100°—
160°,且两个扇形一字线型半导体激光器的发光光幕在空间重合。

所述的支撑靶架上表面还设置有靶架水平状态指示水泡。

所述的第一激光测距仪和第二激光测距仪的激光光源发光角为140°。

一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量方法,通过测量穿越探测光幕面的弹
丸与两个激光测距仪的距离,基于三角形几何模型求解弹丸着靶坐标,具体步骤如下:

1)以两个激光测距仪激光光源发光点A和B的中点O为原点建立坐标系XOY,两个激
光测距仪激光器发光点A和B之间的距离为D;

2)实弹射击,弹丸穿越测量光幕面,两个激光测距仪测量得到弹丸与两个激光器
发光点的距离S1和S2。

3)根据系统坐标测量公式计算出弹着点坐标:



4)得到计算结果x和y。

与现有技术相比,本发明具有如下优点和效果:

1、本装置具有测量靶面大,测量精度高,测量误差在100m范围内可以达到2mm以
内,与其它弹丸着靶坐标测量方法相比,测量误差极小;

2、由于本发明的方法测量原理简单,基于本发明的方法,本装置的核心探测单元
为两台安装有扇形一字线型半导体激光光源的广角激光测距仪,易于工程化;

3、本装置室内室外均可使用,在室外使用时,由于其采用主动发光光源,系统只探
测发射光源所对应波长的光线,因而不容易受到外界环境光线的干扰;

4、通过本发明测量方法可以得到弹丸着靶坐标,可为进一步为计算准确、密集度
指标提供基础数据,准确度、密集度的好坏直接关系到有效射击距离内命中概率的高低。

四、附图说明:

图1是本发明的装置结构图;

图2是本发明弹丸着靶坐标计算方法示意图。

五、具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对
本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并
不用于限定本发明。

本实施例一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量装置(参见图1),包括支撑
靶架5,所述的支撑靶架5的上表面设置有系统坐标原点指示器3,系统坐标原点指示器3的
两侧对称设置有第一激光测距仪1和第二激光测距仪2,第一激光测距仪1和第二激光测距
仪2分别与系统供电电源(6)及信号处理装置7连接,第一激光测距仪1和第二激光测距仪2
的激光光源为扇形一字线型半导体激光器,其发光角度均为100°—160°,且两个扇形一字
线型半导体激光器的发光光幕在空间重合。

所述的支撑靶架5上表面还设置有靶架水平状态指示水泡4,用于监视靶架是否处
于水平状态。

整个装置形成一个整体,便于搬运和使用。

参见图2:一种基于激光测距原理的弹丸着靶坐标测量方法,通过测量穿越探测光
幕面的弹丸与两个激光测距仪1和2的距离,基于三角形几何模型求解弹丸着靶坐标,具体
步骤如下:

以两个激光测距仪激光光源发光点A和B的中点O为原点建立坐标系XOY,当靶架水
平状态指示水泡指示为中间位置时,两个激光测距仪的高度差为零,两个激光测距仪在水
平方向上的距离为D,弹丸从E点穿过探测靶面,设激光测距仪测得弹丸与两个激光测距仪
激光光源发光点A和B的距离为S1和S2。

本发明所提供的基于装置的室内外弹丸坐标测试方法为,当弹丸穿越测量靶面
时,通过两台激光测距仪测量弹丸与点A和B的距离,进而通过基于三角形原理的几何运算
的方法,计算得到弹丸着靶坐标。在本实施例中,采用信号处理装置7来进行数据的处理,采
用信号处理装置7和两台激光测距仪相连,具体步骤如下:

一.以两个激光测距仪激光光源发光点的中点O为原点建立坐标系XOY,两个激光
测距仪激光器发光点之间的距离为D;

此时测试装置上电启动工作,将系统参数D事先人工输入信号处理装置7中的计算
机;

二.实弹射击,弹丸穿越测量光幕面,两个激光测距仪测量得到弹丸与点A和B的距
离为S1和S2,并通过信号传输电缆将两个距离S1和S2传输给信号处理装置7。

三.信号处理装置7进一步根据系统坐标测量公式计算出弹着点坐标:



四.计算机显示和存储计算结果x和y。

以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

关 键 词:
基于 激光 测距 原理 弹丸 坐标 测量 装置 测量方法
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