[发明专利]一种任意方向入射的弹丸速度测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种任意方向入射的弹丸速度测量装置，其特征在于：包括一台高速面阵CCD相机(2)，一台激光器(1)，投影板(3)、供电和信号处理装置(4)，所述激光器(1)位于高速面阵CCD相机(2)的一侧，所述投影板(3)设置于高速面阵CCD相机(2)的正上方，所述激光器(1)发光形状为圆锥形，激光器(1)发射出来的光线投射到投影板上，所述投影板(3)作为高速面阵CCD相机(2)的探测背景，供电和信号处理装置(4)分别与激光器(1)和高速面阵CCD相机(2)连接；

任意方向入射的弹丸速度测量装置的测量方法为：通过对捕获弹丸图像的处理，识别出弹丸投影和弹丸自身两种影像的位置坐标，最后根据测量装置弹丸速度计算模型求解弹丸飞行速度；

该方法具体通过以下步骤实现：

步骤1、以镜头主点O为原点建立空间三维坐标系OXYZ，投影板(3)和镜头主点在竖直方向上的距离为H，激光器发光点为已知值；

步骤2、实弹射击，当弹丸飞越高速面阵CCD相机(2)的探测视场时，激光器(1)通过弹丸会在投影板(3)上留下弹丸投影的轨迹，高速面阵CCD相机(2)捕获弹丸在对应两个时刻T₁和T₂的两个不同位置时的投影的影像，以及弹丸自身的影像；

步骤3、信号处理装置对捕获图像进行处理，识别出两种影像的在高速面阵CCD相机(2)上的位置坐标，进一步根据所求坐标确定投影板(3)上的弹丸投影的位置坐标；

步骤4、根据两条直线相交可确定一点的测量原理求解得到对应时刻T₁弹丸在空间的位置P₁的坐标以及对应时刻T₂弹丸在空间的位置P₂的坐标进一步求解弹丸在对应两个时刻T₁和T₂的两个位置P₁和P₂之间的空间距离S为：

步骤5、根据弹丸速度计算公式计算得到弹丸飞行速度：

最终得到弹丸飞行速度V。