[发明专利]单线阵相机弹丸着靶坐标测量装置与测试方法

说明书

技术领域

本发明属于靶场测试技术领域，主要涉及一种测量小口径弹丸着靶坐标的线阵相机测量装置，特别涉及一种单线阵相机弹丸着靶坐标测量装置与测试方法。

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有形靶板测量、声学原理靶、多光幕交汇测量法、网式光幕坐标靶、双CCD交汇测量法。

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。

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原有四光幕交汇立靶基础上，通过增加两光幕面实现对斜入射弹丸速度、速度方向空间角度和着靶位置坐标多参数的自动化测试的系统，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，需要配备多个较为复杂的光源，系统较为复杂。

网式光幕坐标靶利用多个发光器件和与之对应的半导体接收器件阵列组成网格式光幕，当弹丸过靶时遮住相应的光线，形成通断信号，相应的接收器接收到信息，经过实时处理，确定坐标位置。该技术国内外都有相关研究，相关国内专利有200810017553.2、200710019000.6等，美国专利有：US3727069、US4267443、US005988645、US005577733等。这种测试方法需要较多的光电探测器件和与之对应的信号处理电路，电路设计复杂。

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。现有双CCD交汇立靶在用于室外小口径弹丸测量时，存在灵敏度低的缺点。为了克服这个问题，有单位采用高亮度激光作为主动光源，当弹丸穿越探测靶面时将部分光线反射，被CCD相机探测，但仍然存在着以下问题：该方法要求光源有很强的亮度，即光源的功率较大，使得系统需要增加较为复杂和笨重的冷却设备，每次试验搬运和布靶费时费力；而且当双CCD立靶在室内使用时，每台CCD相机同样要分别配备两列光源，使得系统较为复杂。

本发明人对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，尚未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。

发明内容

本发明要提供一种室内使用的单线阵相机弹丸着靶坐标测量装置与测试方法，以克服现有技术存在的系统复杂且笨重的问题。

本发明采用以下技术方案来实现：一种单线阵相机弹丸着靶坐标测量装置，由线激光器、线阵相机和投影板组成，所述线激光器是扇形一字线型，两个激光器对称设置于线阵相机的两侧，且相对于线阵相机的镜头主光轴对称，投影板的投影面相对于线阵相机的镜头设置。

上述线阵相机是CCD相机或CMOS相机。

上述线激光器是半导体激光器。

上述装置提供的室内弹丸坐标测试方法，其特征在于：通过采集线阵相机的图像数据，基于直线相交数学模型求解交点坐标，具体步骤如下：

一．以线阵相机镜头的主点O为原点建立坐标系XOY，投影板和线阵相机主点O的距离为H，激光器发光点A和B以原点对称，A、B点的坐标分别为（                                                ，0）（，0）；

二． 实弹射击，弹丸穿越测量光幕面，线阵相机捕获弹丸穿越光幕面时在投影板上留下的投影，根据相机的图像数据测量弹丸在投影板上的投影点C和D对应的坐标（，H）（，H）；

三．根据系统坐标测量公式计算出弹着点坐标：

；

四．得到计算结果和。