自动报靶方法与设备

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一种自动报靶系统的设计与实现

一种自动报靶系统的设计与实现

一种自动报靶系统的设计与实现传统的报靶主要依靠人工实现,存在精度不高、安全隐患较大及人力资源浪费的不足。

现在市场上一些自动报靶的产品中普片存在成本高、系统比较复杂,并且占用场地等缺陷,本文所设计的报靶系统是基于多靶多人同时射击时,射手和检查监控都能实时检测子弹是否击中靶子并实现自动报靶,系统能科学、精确、实时地测量射击的环数和方位,客观、公正地评价射击训练成绩,有效地指导射击训练,满足信息化建设和训练的急需。

1. 传感器的物理特性分析报靶系统由传感器(特制的头靶、胸靶、胸环靶、身靶)进行数据采集。

准确检测到击中靶子的信号是实现自动报靶的关键,本系统的报靶传感器是一特制的靶子,它的两面各有一层导电橡胶(或其它导电的软材料),反面导电橡胶接地线,正面的一层按胸环靶样式用绝缘材料分隔成不同的环位和方位区域,并在不同的区域分别引出信号线。

当子弹穿越靶子的瞬间,靶子两面的导电橡胶层接通,此时在相应区域的信号线上即可产生接地的脉冲信号,靶的8个环位和8个方位一共16种脉冲信号并行输出。

胸靶结构示意图如图1所示。

设靶子厚度为0.02 m,弹速为400m/s.则输出的接地脉冲宽度小于50us。

为了能准确检测,则必须对这些脉冲信号进行整形和展宽前期信号的处理,用CPLD技术对数据采集和处理的实现,较常规的数据处理相比,产品信号处理更准确,使用器件减少,抗干扰性也将大大提高,同时使用方便和降低产品造价,数据采集板还实现从并行到串行的转换。

2. 系统结构设计整个系统由数据采集模块、前期信号预处理模块、通信模块、数据处理和输入输出模块。

系统结构框图如图2所示。

数据处理模块包括单片机为核心的上位机和以Delphi为基础开发的一个PC机监控终端。

系统可以同时进行12名射手射击,单片机上位机为每个射手显示实时成绩,PC机监控终端则可以实时显示所有射手的成绩,用于对射击的检查监控。

数据采集由特制的信号靶传感器采集;前期信号预处理采用大规模数字集成电路CPLD设计,把前几个单元电路集成在一个顶层电路,将其所实现功能写入一片CPLD芯片中,减少了电路空间,提高了总体可靠性;通信模块由微功率无线数传模块ZT—TR43U组成,具有低功耗、高可靠性、传输性能优良等特点,同时它还具备USB接口的方式,与PC机进行良好的通信;输入输出模块由键盘、液晶模块和PC机等组成。

自动报靶系统设计与实现

自动报靶系统设计与实现

自动报靶系统设计与实现摘要:文章结合惠更斯原理的子波思想提出一种超声传感器报靶系统,当子弹穿过靶标时,弹头波在其脉冲压力作用下通过空气介质向四周传播,直至遇上微孔管,部分激波通过微孔管到达传感器。

接收信号采用无线传输模块,通过解析各个传感器的时差值来计算弹丸位置,以此实现弹着点自动报靶的系统。

本系统对射击瞄准点指示物无特定要求,结构简单、定位精度高、不受外界环境影响,通过孔式传感器和幕布的方式解决多位无干扰和连发的问题。

引言为了更好、更高效地训练枪械持有者的射击技能,解决传统训练设备技术落后、效率低等问题,更好地适应高效、通用、科学的训练形势,发展与之相适应的新的现代化训练设备迫在眉睫。

现有大多数自动报靶定位装置的靶标皆为有形靶标。

多数采用封闭式声空腔结构,采用前后封闭靶板,对前后封闭靶板受弹数有一定的技术要求,1cm2多者8发、少者4发前后靶板就要修补。

因而靶标的使用寿命低,更换修补次数多。

另外,现有技术中的定位方法是利用弹丸的弹头波到达靶面上的不同传感器所产生的时间差,确定弹丸在靶面上的坐标。

虽能较好解决弹丸精确定位,但是不能解决连发问题。

因此,现有的声电定位装置存在以上缺陷,而且适用范围也有一定的局限性。

针对现有技术的上述不足,提出一种敞开形超声传感器的报靶系统,其结构简单、体积小、重量轻、无耗材并且野外布设、便携、射击瞄准指示物材料无特定要求,定位精度高,能解决弹丸单、连发精确定位问题。

是一种能很好适用于野外实弹连发射击训练、演习、战场杀伤破坏评估中弹丸定位及自动报靶的声电定位装置。

1 声电定位原理声电定位的主要优点在于测量精度高,工作与光照条件无关,可以全天候工作。

对装于“口”型布阵靶框内侧的声学传感器来说,枪械类型和射击距离不同,其探测到的传感器信号不同,波形也会有所不同。

在一个矩形木质框架上装入若干个声电传感器,当弹头从框架内穿过时,冲击框架内的空气使之产生扰动,形成一个冲击波向周围扩散(弹头穿过点即为波源),离波源最近的传感器最先捕捉到该波,启动检靶仪开始计时,其余各传感器依次接收到该波,这样就获得若干个时间差,通过这些时间差及弹头速度(波速),进行运算处理,就可以确定波源位置,即弹头穿过位置。

自动报靶系统原理

自动报靶系统原理

自动报靶系统原理
自动报靶系统是一种用于射击训练和比赛的设备,它可以自动识别和记录射击的位置和得分。

其原理是利用高精度的传感器和计算机算法,对靶子上的打击位置和弹孔进行测量和分析。

在操作中,射手通过触发器发射子弹,靶子上的传感器感知到子弹的位置和得分,并将数据传送给控制中心的计算机,计算机根据事先设定的规则和标准,生成得分和统计数据。

除此之外,自动报靶系统还具有多种功能,如分析射手的射击技巧和训练效果、实时显示得分和统计信息、记录历史数据等。

自动报靶系统的应用可以有效提高射击训练和比赛的效率和精度,提升射手的技能和成绩。

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自动报靶方法与设备

自动报靶方法与设备

自动报靶方法与设备一、背景:目前, 在部队射击训练、考核和比赛中, 示靶、检靶和成绩记录主要依靠人工完成, 这样不但效率低、可靠性差, 而且存在安全隐患1;因而在很大程度上影响报靶的结果,不仅判靶效率低,而且不利于射击者准确地了解自己的成绩,不利于打靶水平的提高;射击精度是衡量枪械类轻武器性能的一个重要指标,因此,对自动报靶方法与系统的研究具有非常重大的意义;二、自动报靶的分类:为适应科技强军的需要,国内有许多单位对自动报靶系统进行研究,相继开发出多类射击自动报靶系统;根据自动报靶的技术实现原理,可分为电极埋入方式、光电传感方式、图象处理方式和声电定位方式四种方式;另外,市售的自动报靶系统根据检测手段可分为:金属片或其他导电体连通检测和图像识别两种方式;1、电极埋入式自动报靶系统电极埋入式自动报靶系统的工作原理工作原理:是在特制靶体的生产过程中,利用特殊的工艺,将一个由电极组成的二维网格埋入靶体的夹层里面;当在垂直和水平方向上,每两根电极之间的间隔小于弹丸直径时,每次弹丸击穿靶体都会切断至少两根的电极;通过测量不同编号的电极间电阻值变化就能确定弹丸击中靶体的位置,进而形成弹点坐标,判定环数;电极埋入式自动报靶系统的优缺点:①优点:响应速度快;报靶精度高;②缺点:这种判靶方式是一次性的,每次射击后靶体即告报废;因此,电极埋入式报靶系统成本过高;2、光电传感方式自动报靶系统光电传感方式自动报靶系统的工作原理:是在光电传感式自动报靶系统中,在靶体的四周以垂直方向和水平方向对应安装两套高灵敏度的光电收发装置如发光二极管和感光二极管;这两组排列密集的发光器件所发出的光线将靶划分为矩阵式的网格状;每个小网格对应着靶上的一个方形区域;每一组垂直方向和水平方向光电器件编号的组合,就是靶上对应点的坐标;在每组相邻的光电器件间距小于弹丸直径的情况下,每次弹丸通过靶体的瞬间,都会在垂直方向和水平方向上切断至少两根的光线,光线的明暗变化又使感光器件的电气参数如输出电平发生变化;这样,就可以通过单片机等可编程设备来收集这些感光器件的编号,形成弹着点坐标,然后再通过查表等方式获取弹着点的环数;光电传感方式自动报靶系统的优缺点:①优点:响应速度快,报靶精度高;②缺点:制造和维护成本高,并且只适用于轻武器射击;使用时应该注意事项:①是在射击开始前要校准光电传感装置和实际靶体相互对应的基准点;②是要防止枪弹对光电传感装置的物理损害;光电传感方式自动报靶系统光电传感方式自动报靶系统采用的是光电定位的技术,该系统以由发光装置构成的光电靶作为检测弹着点的装置, 以单片机为核心构成数据分析处理系统, 能够精确地得到子弹弹着点的坐标和相应的环数, 并且可以有效地减少错报和漏报的情况;另外, 通过对发光装置通断的控制, 还可以对选手的反应速度和灵敏度等重要指标进行考核和评估;光电靶设计原理:将普通靶纸置于激光网络之前并与之同轴,当子弹打破靶纸,并穿越激光网络时,会阻断相应位置处X、Y两个方向上各一路激光 x, y ,从而使接收装置光敏管开关状态发生变化;通过对光敏管开关状态进行编码,便可将子弹穿过时对应的光敏管状态进行记录,利用单片机对该信号进行处理,便可得到弹着点的坐标和环数;发射装置该系统对光束的准直性和横截面积有较高要求,利用激光二极管和透镜组合构成发射装置,可以达到较好的效果;考虑到高精度的激光二极管的成本较高,也可以采用普通的发光二极管来代替;接收装置接收装置采用光电二极管;该系统要求光电二极管能够检测到子弹快速遮挡光路这一动作, 这主要由光电二极管的响应时间决定;通常情况下,子弹击中靶的速度小于1000m/s,被遮挡光路的有效长度大于5 mm,由此得出子弹遮挡光路的时间大于5ms,普通光电二极管的响应时间小于,可以满足测量要求4;激光网格大小的设计激光网格大小的设计决定了该系统报靶的准确性和信号处理的难度;在这里有三种设计方式:1.当网格边长b远大于子弹直径a情况1时, 子弹将会有相当大的概率从网格中穿过,造成漏报或是只阻挡住X或Y一路光线而造成错报;2.当网格过小情况2是,子弹会挡住同一方向上的多路光而增加了数据处理难度;3.网格变长略大于子弹直径情况3,这是一种比较理想的方案,因为这样即可以保证子弹不会同时阻挡同一方向的两路或更多的光线,也可以确保子弹能以足够大的概率同时阻挡两个方向上的光,而不会漏掉一路; 3、图象处理方式自动报靶系统基于图像处理技术自动报靶的原理基于图像处理技术的自动报靶系统和以上介绍的两种报靶方式不同,它没有在靶体上安装任何光电传感设备;在实弹射击过程中,它使用摄像头对常规的标准靶画面进行采集,根据采集来的靶图像的特点和变化,利用计算机图像识别技术找出靶图像中的真实弹点,然后通过判定弹点在靶中的位置来确认弹着点的环数值2;图像处理自动报靶系统的优缺点:1、优点:后期维护成本低;2、缺点:制造成本高,需专业人员操作,不适用野外条件下火炮射击;图像处理自动报靶系统的工作流程:随着图像处理技术的发展和计算机运算速度的不断提高,数字图像处理技术,特别是图像识别技术已经在诸多领域得到了广泛应用;“基于图像识别技术的自动报靶系统”就是这样一个包括了图像采集、图像识别和数据库管理的典型系统;自动报靶系统的算法流程原始数字图像是把换靶机上的摄像头得到的视频信号,送入判靶计算机的图像采集卡,由图像采集卡进行数字化后得到的;靶识别是通过利用靶纸图案的特殊性,将靶纸和非靶纸区分开来而实现的;靶面参数是指在采集的靶纸图像中,靶心及环线相对于固定的图像坐标系的坐标参数;采用图像直方图分析和数学形态学运算的方法,就可以得到需要的分割图像;得到弹孔位置后,与靶面参数相结合,利用其相对几何关系,系统可以计算出射击成绩;图像处理自动报靶系统的组成:系统主要由后端和前端两大模块组成;后端模块放在比赛裁判席,包括一台后台管理计算机、打印设备和大屏幕显示设备;前端模块通过集线器HUB 和后端模块连接构成局域网前端模块包括判靶计算机、图像采集装置、成绩识别软件等;前端模块是整个自动报靶系统的核心部分,它的功能主要包括:靶纸图像采集、判靶处理、显示和将成绩通过网络送到后台管理计算机;图像处理自动报靶系统的判靶关键数字图像由CCD摄像头进行采集,图像处理由PC机上的软件程序承担,数据库管理系统负责对比赛成绩进行相关的统计与管理;图像处理算法的好坏直接决定最终靶数的准确性;由于靶数与弹孔最内侧点至靶环中心的距离成分段线性变化,因此从理论上讲,只要确定靶环中心的位置和弹孔最内侧点的位置,以及距离与靶数的变换系数,则可以精确计算出靶数;靶心定位首先要解决的问题是靶子上各靶环数据的采集;打靶前,首先采自动判靶流程图集无弹着点的靶位图象,采用逐点扫描的方法,把BMP图象的全部信息读入一指定指针数组,然后将BMP图象的图象数据部分读入另一个指针数组,通过此数组中的数据与图象的背景颜色比较,找出不同于背景颜色的点的坐标,第一个圆上的点便获得了;利用求平面图形质心的方法,计算出圆心的坐标;因为所有圆的圆心都是相同的,这个圆心就是靶心;在靶后放置一白炽灯,人为地造成弹孔部分的灰度值明显高于靶纸的其他部分;在这种情况下,可选取一个阀值,若是某一点及其周围的八个点的灰度值全部大于该灰度值,则认为该点是弹孔上的点;然后,取所有弹孔上点的坐标值的平均作为弹孔的中心;在确定出靶环的中心后,作靶环中心与弹孔中心的连线,取线上最靠近环中心的弹孔上的点作为弹孔的最内侧点;通过这种处理,可以较快速准确的确定弹孔的心点,即最内侧点;弹着点的识别和定位选择每一时刻在内存中只存储两祯图象的方式,所以为了准确识别弹着点及有效去除噪声斑点,对采集来的BMP图象,采用打一枪识别一次,报一次靶的方法;具体做法如下:首先存储无弹着点的靶位图象,再存储打了一枪的靶位图象,为了去除噪声斑点,计算机读取第一枪靶位图象数据后,先判断弹着点的像素的灰度级是否在一定的灰度级范围内,再根据需要将去除了噪声及锐化处理的弹着点阁象显示在屏幕上;然后将其与无弹着点的靶位图象进行按位异或,得到第一枪弹着点的图象;至此,计算机就完成了第一枪弹着点的识别;4、声电定位自动报靶系统基于声爆效应的自动报靶系统在声电定位自动报靶系统中是一个很典型的系统;声爆效应的自动报靶系统的原理声爆效应的自动报靶系统的原理是:激波的形成条件以及声爆理论;这套声电定位自动报靶系统可通过测量超声速飞行弹丸的脱体激波,或者它在特定条件下诱发的压力,实现弹丸位置定位;也可通过测量重量级弹头触地或爆炸形成的爆炸波,实现弹头落点定位2;声爆理论是指经过激波,气体的压强、密度、温度都会突然升高,流速则突然下降;压强的跃升产生可闻的爆响;利用经过激波气体密度突变的特性,可以用光学仪器把激波拍摄下来9;激波是指当飞行物体以超音速飞行时,扰动来不及传到飞行物体的前面去,结果前面的气体受到飞行物体突跃式的压缩,形成集中的强扰动,这时出现一个压缩过程的界面,形同超音速气流吹过弹丸而被弹丸头部分开,产生了空气动力学中的凹角转折和凸角转折现象,使弹丸周围的空气发生压缩和膨胀,在这个过程中形成锥形波阵面——冲击波也称激波;声爆效应的自动报靶系统的优缺点:1、优点:成本低,精度高,速度快,适用于野外射击训练和枪械生产企业射击精度检测;2、缺点:需专业人员操作; 着靶点的定位经试验发现在产生声爆的过程中人耳感受到的压力脉动不只是激波厚度范围的压力脉动,而是超音速飞机前激波至后激波之间一系列激波并列作用的结果,这一结果所形成的压力脉动的形状类似于英文字母N,故称作“N 波”10;对于超音速弹丸来说,弹丸激波的形成大体上可由四个过程来描述: 弹丸头部锥体形成的凹角转折使压力从常压P0急速上升至P0+P1,锥柱界面形成的凸角转折使压力从P0+P1降至 P0,柱面膨胀又使压力从 P0降至 P0-P1,弹丸底端的界面变化又使压力从 P0-P2急速回升至 P0,弹丸激波压力变化形状如图所示;经进一步研究表明,理想 N 波前后沿上升时间τ1=τ2≈0,幅值 P1=P2,波传播距离dB与N波时间宽度TF间函数关系为10:其中: C1,C2-弹丸校准系数, C-声速,PM -弹丸马赫数;从理论上,只要传感器检测出N波信号,便能根据上式可计算出N波的传播距离,并进一步按新建立的数学模型可计算出弹丸着靶点;对弹着点进行实时报靶和数字化管理在靶面上装有若干个声电传感器,当超音速弹头从靶框架内穿过时,冲击周围的空气使之产生挠动,形成一个圆锥形的激波体,其波前以音速向周围扩散,因此,固定在靶框上的传感器将逐个接收到该弹丸发出的激波,从而每两个传感器之间就产生一个时间差;然后,自动报靶系统根据超音速弹丸激波形态与传声器阵列之间的几何关系,建立时差数据与弹道轨迹间的数学模型,通过这些时间差及弹头速度进行运算处理,就可以确定波源位置,即弹头着靶点位置;系统工作原理图该系统是一套利用传感器声波传感器作为信息采集元件,通过放大、滤波、二次放大以及长线驱动处理,再经声卡进行 A/D 转换进入计算机,计算机对收到的数据进行分析和处理,得到弹丸着靶点的位置坐标并显示出来的探测系统;系统主要包含以下几个部分:机械结构部分、数据采集系统、数据处理与管理系统以及现场总线系统;机械结构部分主要是指光幕靶的安装定位、传感器及电路防护结构、传感器安装结构;使光幕靶和目标靶实现有效的配合,才能确保系统准确的检测到飞行弹丸所激发的激波;系统总体结构图数据采集部分是整个系统的关键技术所在,是系统的硬件核心部分;对弹丸激波信号的采集,通过了放大、滤波、二次放大以及长线驱动,再经声卡进行A/D 转换,最后在计算机上进行运算处理;数据处理部分是整个系统功能实现的核心,在数学模型建立的基础上采用优化的算法快速准确的计算出弹着点坐标是这个部分的主要目标;管理功能是整个企业协调工作的基础,在现代企业管理中具有极其重要的作用;系统工作结构示意图三、总结在专业与非专业军事训练中,在射击比赛中,传统的报靶方法采用人工报靶;传统人工报靶主要有四个方面的不足:1依赖于报靶者的判靶经验,效率比较低; 2当靶板上弹着点多时,报靶员很难识别新旧弹孔,报靶误差极大,直接影响射击训练质量; 3射击未完全结束时,补靶员现身靶壕外或在补靶员察看靶板报靶和补靶时,射击位管理者若稍有疏忽,就易出现枪支走火,造成人员伤亡,安全隐患极大; 4容易出现弄虚作假的现象;为了克服传统人工报靶有不足和满足军事训练现代化需求,以及提高射击队员的射击水平,自动报靶的研究和应用对推进军队现代化将具有普遍意义;本文介绍几类自动报靶系统,通过对每一类自动报靶系统的基本原理、关键技术,以及优缺点、着弹点的定位、弹点环数的自报系统,来了解自动报靶系统的设计机理,同时也了解到每一个自动报靶系统都有良好的应用前景;。

10m激光电子靶自动报靶系统

10m激光电子靶自动报靶系统

10米激光电子靶10米激光电子靶采用最先进的激光检测技术,无耗材,精度高,符合国际射联比赛规则,经过中国国家体育总局质量监督中心检测,符合射击比赛和训练的要求,10米激光电子靶适用于气步枪和气手枪的所有比赛项目微信扫一扫我公司为方便客户使用,生产了三种A、B、C型三种控制方式,控制方式简介A型控制方式采用10台12寸嵌入式工业一体机安装在操作机柜上,10台工业一体机分上下两行排列,分别对应10台电子靶。

10台80mm热敏打印机安装在一体机下方,实时打印运动员成绩。

为了提高产品稳定性以及维护简便性,我们将运动员显示器、观众显示器、手持终端的数据采用全数字的TCP/IP协议进行传输,只用一条超五类网线解决所有信号之前多条线路传输的问题。

现场比赛时,裁判员直接在中央控制台通过触摸屏就可以进行赛事管理以及成绩判罚打印的全过程,使前端正在比赛的运动员的不受外界因素的影响,为运动员成绩的正常发挥提供了良好的环境。

采用10位一体的技术,在运动员平时训练和测试中,需要几条靶道,打开几条靶道就行。

不用打开全部设备,节能降耗保护环境。

B型15寸工业一体机的设计,采用比较简洁的做法,设备配置简便,安装使用灵活。

使用一台15寸工业一体机直接连接激光电子靶,一体机集成运动员成绩显示屏、手持控制终端、中央控制台三部分功能合为一体。

通过触摸屏可以进行赛事管理以及成绩判罚打印的全过程,打印机接口为RS232接口,后期可以灵活配置。

将靶场内一体机通过TCP/IP网络连接,由服务器统一管理所有一体机的数据发送和接收。

相比其余电子靶结构来讲,比较简便,也更加稳定,特别适合于射击运动学校长期使用。

C型工业嵌入式控制台嵌入式中央控制台,采用低功耗的ARM一体机,将10台嵌入式工业一体机安装在操作台上,分上下两行排列,分别对应10台电子靶。

10台80mm热敏打印机嵌入进一体机内,实时打印运动员成绩。

我们采用稳定的嵌入式操作系统,一体机外接运动员显示器、观众显示器、手持终端等设备。

防暴弹投掷自动报靶系统的设计与实现

防暴弹投掷自动报靶系统的设计与实现

防暴弹投掷自动报靶系统的设计与实现摘要:本文针对武警部队防暴弹投掷的科目特点做了深入详细的分析,在此基础上设计出一套由STM系列单片机、气压检测模块、无线传输模块、语音播报模块、显示模块、存储模块组成的防暴弹投掷自动报靶考核系统。

通过感知气囊式拼接的地环靶的气压变化,气压传感器能够迅速、准确检测到防暴弹的落点位置,并通过无线模块将数据从感知端传输至控制端,经STM单片机处理后控制显示模块、语音模块、存储模块,显示屏显示落点位置和投掷成绩,并通过语音模块播报环数成绩,存储模块对数据实时存储记录。

本设备能科学、准确、实时地检测投掷考核人员的环数成绩,并且客观、公正地记录训练成绩,有效地指导防暴弹投掷训练以及应用于防暴弹投掷考核,满足信息化建设及训练考核的需求。

关键字:防暴弹投掷;气压传感器;自动报靶;引言防暴弹投掷是武警部队的通用科目,由于受到场地和设备的限制,目前武警部队对于防暴弹投掷报靶依然是以传统的人工报靶为主,但是这种方式主要有两个弊端,一是由于抛出的弹体速度极快且着地反弹会带来跳动,投掷完成后的弹着点并非其真实位置,导致报靶人员无法精准判定落点位置,也存在视力疲乏等人为因素而导致误报和漏报,并且报靶效率很低;二是投掷防暴弹时方向和力度都不容易掌控,弹体很可能偏离地环靶区域,导致保障人员在报靶时被弹体击中,造成不必要的非战斗减员。

因此有必要研发一套针对武警部队防暴弹投掷科目的自动报靶系统,帮助基层解决实际问题。

1系统总体结构设计本设计分为检测端和显示端两个部分,通过无线通信的方式进行连接,整个系统由单片机、压力采集模块、无线通信模块、存储模块、显示模块、语音模块六个部分,系统整体框1.主控模块设计STM32单片机处理能力强,运算速度快,可以进行高速通信、512k的RAM存储和64K的RAM、外设功能几十个,适合大中型系统设计。

STM32F103C8T6单片机是STM32系列单片机中最具有代表性的,在接近13年的应用中,其稳定性是经受过实际考验的,是目前国内使用最多的Cortex-M3内核单片机。

自动射击报靶装置

自动射击报靶装置

激光枪自动射击装置一、任务设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。

该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成,其结构见图1。

二、要求1.基本要求(1)用激光笔改装激光枪,激光枪可受电路控制发射激光束,激光束照射于胸环靶上弹着点的光斑直径<5mm;激光枪与胸环靶间距离为3m。

图1 简易自动报靶装置示意图(2)激光枪固定在一机构上,可通过键盘控制激光枪的弹着点(用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离)。

(3)制作弹着点检测电路,通过摄像头识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑,并显示弹着点的环数与方位信息。

其中环数包括:10、9、8、7、6、5、脱靶;方位信息是指弹着点与10环区域的相对位置,包括:中心、正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下。

详见图2-b。

2.发挥部分(1)在图形点阵显示器上显示胸环靶的相应图形,并闪烁显示弹着点。

(2)自动控制激光枪,在15秒内将激光束光斑从胸环靶上的指定位置迅速瞄准击中靶心(即10环区域)。

(3)可根据任意设定的环数,控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应位置。

(4)其他2-a 胸环靶尺寸2-b胸环靶环数及方位信息示意图2 胸环靶示意图三、说明1.激光枪可以由市场上的激光笔改造,由电路控制击发;每次击发使光斑维持3~5s时间,但此期间不得移动光斑。

2.可采用步进电机、舵机或直流电机等机构对激光枪进行两维控制,以实现瞄准。

激光枪及相关机构可由支架支撑。

3.胸环靶是在不反光的白纸画有一组相距5cm的同心圆(线宽不超过1mm),最内圆环直径10cm,圆环内为10环区域,从最内环至最外环间分别为9、8、7、6、5环区域,最外环外为脱靶。

胸环靶上不允许设置摄像头以外的传感器。

4.当激光枪的弹着点落在胸环靶的环线上时,报靶时采取就高不就低的原则。

例如,弹着点在8环与9环之间的环线上时,则认为是9环。

5.在不影响靶纸上圆环线的前提下,允许在靶纸上做标记。

自动报靶方法、装置、设备及计算机可读存储介质[发明专利]

自动报靶方法、装置、设备及计算机可读存储介质[发明专利]

专利名称:自动报靶方法、装置、设备及计算机可读存储介质专利类型:发明专利
发明人:聂泳忠,金昭,赵春莲,吕明涛
申请号:CN201910327964.X
申请日:20190423
公开号:CN109990662A
公开日:
20190709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种自动报靶方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

其中,自动报靶方法包括:获取第一时刻对应的第一采集图像和第二时刻对应的第二采集图像;其中,第一时刻为发生射击行为之前的时刻,第二时刻为发生射击行为之后的时刻;利用基于卷积神经网络训练得到的弹孔识别模型,分别识别第一采集图像和第二采集图像中的弹孔数量和各个弹孔的坐标;若根据第一采集图像和第二采集图像中的弹孔数量确定具有新增弹孔,则根据第一采集图像和第二采集图像中的各个弹孔的坐标,确定新增弹孔的坐标,并根据新增弹孔的坐标确定射击成绩。

根据本发明实施例,能够快速确定用户的射击成绩,提高射击成绩的统计效率和安全性。

申请人:西人马帝言(北京)科技有限公司
地址:100000 北京市海淀区成府路45号中关村智造大街F栋2层东侧202
国籍:CN
代理机构:北京东方亿思知识产权代理有限责任公司
代理人:彭琼
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自动报靶方法与设备
一、背景:目前, 在部队射击训练、考核和比赛中, 示靶、检靶和成绩记录主要依靠人工完成, 这样不但效率低、可靠性差, 而且存在安全隐患【1】。

因而在很大程度上影响报靶的结果,不仅判靶效率低,而且不利于射击者准确地了解自己的成绩,不利于打靶水平的提高。

射击精度是衡量枪械类轻武器性能的一个重要指标,因此,对自动报靶方法与系统的研究具有非常重大的意义。

二、自动报靶的分类:
为适应科技强军的需要,国内有许多单位对自动报靶系统进行研究,相继开发出多类射击自动报靶系统。

根据自动报靶的技术实现原理,可分为电极埋入方式、光电传感方式、图象处理方式和声电定位方式四种方式。

另外,市售的自动报靶系统根据检测手段可分为:金属片(或其他导电体)连通检测和图像识别两种方式。

1、电极埋入式自动报靶系统
1.1电极埋入式自动报靶系统的工作原理
工作原理:是在特制靶体的生产过程中,利用特殊的工艺,将一个由电极组成的二维网格埋入靶体的夹层里面。

当在垂直和水平方向上,每两根电极之间的间隔小于弹丸直径时,每次弹丸击穿靶体都会切断至少两根的电极。

通过测量不同编号的电极间电阻值变化就能确定弹丸击中靶体的位置,进而形成弹点坐标,判定环数。

1.2电极埋入式自动报靶系统的优缺点:①优点:响应速度快;报靶精
度高。

②缺点:这种判靶方式是一次性的,每次射击后靶体即告报废。

因此,电极埋入式报靶系统成本过高。

2、光电传感方式自动报靶系统
2.1光电传感方式自动报靶系统的工作原理:是在光电传感式自动报靶系统中,在靶体的四周以垂直方向和水平方向对应安装两套高灵敏度的光电收发装置(如发光二极管和感光二极管)。

这两组排列密集的发光器件所发出的光线将靶划分为矩阵式的网格状。

每个小网格对应着靶上的一个方形区域。

每一组垂直方向和水平方向光电器件编号的组合,就是靶上对应点的坐标。

在每组相邻的光电器件间距小于弹丸直径的情况下,每次弹丸通过靶体的瞬间,都会在垂直方向和水平方向上切断至少两根的光线,光线的明暗变化又使感光器件的电气参数(如输出电平)发生变化。

这样,就可以通过单片机等可编程设备来收集这些感光器件的编号,形成弹着点坐标,然后再通过查表等方式获取弹着点的环数。

2.2光电传感方式自动报靶系统的优缺点:①优点:响应速度快,报靶精度高;②缺点:制造和维护成本高,并且只适用于轻武器射击。

2.3使用时应该注意事项:①是在射击开始前要校准光电传感装置和实际靶体相互对应的基准点。

②是要防止枪弹对光电传感装置的物理损害。

2.4光电传感方式自动报靶系统
光电传感方式自动报靶系统采用的是光电定位的技术,该系统以由发光装置构成的光电靶作为检测弹着点的装置, 以单片机为核心
构成数据分析处理系统, 能够精确地得到子弹弹着点的坐标和相应的环数, 并且可以有效地减少错报和漏报的情况。

另外, 通过对发光装置通断的控制, 还可以对选手的反应速度和灵敏度等重要指标进行考核和评估。

,当子弹打破靶纸,并穿越激光网络时,会阻断相应位置处X、Y两个方向上各一路激光( x, y ),从而使接收装置(光敏管)开关状态发生变化。

通过对光敏管开关状态进行编码,便可将子弹穿过时对应的光敏管状态进行记录,利用单片机对该信号进行处理,便可得到弹着点的坐标和环数。

该系统对光束的准直性和横截面积有较高要求,利用激光二极管和透镜组合构成发射装置,可以达到较好的效果。

考虑到高精度的激光二极管的成本较高,也可以采用普通的发光二极管来代替。

接收装置采用光电二极管。

该系统要求光电二极管能够检测到子弹快速遮挡光路这一动作, 这主要由光电二极管的响应时间决定。

通常情况下,子弹击中靶的速度小于1000m/s,被遮挡光路的有效长度大于5 mm,由此得出子弹遮挡光路的时间大于5ms,普通光电二极管的响应时间小于0.1ms,可以满足测量要求【4】。

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