一种光幕阵列外弹道参数测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光幕阵列外弹道参数测试装置，包括包括光幕阵列探测器、上位机信号处理及控制装置、光电信号采集装置。本发明专利技术运用非接触式光电测试原理，通过多光幕阵列方式，能够精确测试出弹丸发射后外弹道参数，丰富了传统测试设备的功能，具有测试精度高、操作简便、实时性强等优点。实时性强等优点。实时性强等优点。

A testing device and method for exterior ballistic parameters of light curtain array

【技术实现步骤摘要】
一种光幕阵列外弹道参数测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及炮弹外弹道测试技术，具体涉及一种光幕阵列外弹道参数测试装置及方法。

技术介绍

[0002]外弹道测试是兵器测试领域的一项重要内容，直接关系到新型武器研制、生产、交验整个过程，其中外弹道参数中关于弹丸的飞行速度、飞行矢量角（偏航角、俯仰角）、速度衰减规律以及空间着靶坐标又是极其重要的关键参数。上述技术指标直接标志着武器在有效射程内命中目标概率的高低、毁伤性能评估等，因此各国在靶场测试技术中对弹丸密集度及毁伤性能的测量都相当重视。另一方面，近些年来，随着对防恐/反恐武器和非致命武器等课题研究的深入，对弹丸外弹道各项参数测量逐步重视，也因此对武器的外弹道参数测试提出了更高的要求。
[0003]随着测试技术的发展，外弹道参数测试设备从最初的利用纸靶、网靶、木板靶等接触式测量设备，到如今已发展为利用各类光电器件形成的如四光幕光幕靶、六光幕光幕靶、六光幕天幕靶、CCD交汇式精度靶，以及声学精度靶等多种手段的非接触测量。
[0004]上述的接触式测量设备，一般情况下仅能测试一种参数，如纸靶或木板靶用来测试射击密集度，但是无法解决重孔和脱靶问题，而且使用时耗材量大、成本高，最重要由于需要人工换纸靶，存在及其严重的安全隐患。另一种网靶测试设备，仅能测试弹丸速度，且该方法由于其原理限制，测试精度很低，同样存在安全隐患。总之，接触式测量设备属于传统测试方法，由于方法落后已不能满足新武器研制对外弹道测试的要求。
[0005]非接触式测试设备，包括光电靶、声学靶和电磁靶。其中光电靶目前已有成熟的光幕测速靶、光幕精度靶、CCD交汇精度靶等，但是这些设备测试结果参数单一，如光幕测速靶仅能测试一段区域内弹丸平均速度，光幕精度靶仅能测试弹丸在某一平面内着靶坐标，CCD交汇精度靶不能测试弹丸速度。声学靶不能测试低音速弹丸，电磁靶不能测试弹丸着靶坐标且易被干扰。
[0006]综上所述，目前现有的接触式及非接触式外弹道测试设备，均无法一次性完成弹丸速度、衰减系数、矢量角、着靶坐标的综合测量，使用场合受到限制。因此，本专利公开的一种光幕阵列外弹道参数测试装置及方法，弥补了上述不足。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种光幕阵列外弹道参数测试装置及方法，以克服现有技术存在的不能实现外弹道参数综合测量的缺点。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了一种光幕阵列外弹道参数测试装置，包括包括光幕阵列探测器、上位机信号处理及控制装置、光电信号采集装置；所述的光幕阵列探测器包括双光幕光电探测器、双光幕光电探测器、三光幕光电探测器，共包含七个探测光幕，每个探测光幕当弹丸穿过探测光幕时，实时输出对应的电信号；所述的双光幕光电探测器包含
两个具有30
°
～120
°
的夹角且与弹道线存在交点的两个扇形探测光幕，分别为探测光幕和探测光幕，探测光幕垂直于平面yoz且与xoy平面具有10
°
～30
°
的夹角，探测光幕垂直于平面xoz平面且与yoz平面具有10
°
～30
°
的夹角，两个扇形探测光幕和的顶点相交且汇聚于一点；所述的双光幕光电探测器放置于沿弹道线方向的双光幕光电探测器的后方，包含两个具有30
°
～120
°
的夹角且与弹道线存在交点的两个扇形探测光幕，分别为探测光幕和探测光幕，探测光幕垂直于平面yoz且与xoy平面具有10
°
～30
°
的夹角，探测光幕垂直于平面xoz平面且与yoz平面具有10
°
～30
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的夹角，两个扇形探测光幕和的顶点相交且汇聚于一点；所述的三光幕光电探测器，包含三个相互平行与弹道线存在交点的垂直于xoz平面且平行于xoy平面的探测光幕、探测光幕、探测光幕，此三个探测光幕可以为任何平面几何形状；所述的上位机信号处理及控制装置，包含计算机、连接线、无线数传装置、处理软件系统，通过空中通讯链路与光电信号采集装置建立通讯；所述的光电信号采集装置，包括光电信号采集仪、无线数传装置、连接线，通过空中通讯链路与上位机信号处理及控制装置建立通讯。
[0009]进一步地，所述双光幕光电探测器沿弹道方向设置于双光幕光电探测器的前方，三光幕光电探测器沿弹道方向设置于双光幕光电探测器的后方，或设置于双光幕光电探测器和三光幕光电探测器的中间。
[0010]更进一步地，所述处理软件系统包括：数据采集模块，用于光幕阵列外弹道参数测试装置数据采集；数据管理模块，用于光幕阵列外弹道参数测试装置数据管理；用户界面模块，用于光幕阵列外弹道参数测试装置用户界面处理；算法模块，用于光幕阵列外弹道参数测试装置算法处理；所述数据采集模块包括：7通道同步采集单元，用于7通道同步数据采集；触发通道单元，用于触发通道选择；采样设置单元，用于设置采样时间、设置预采样时间；所述数据管理模块包括：曲线数据单元，用于曲线数据处理；参数单元，用于参数处理；测试数据单元，用于测试数据处理；所述用户界面模块包括：曲线数据显示和操作单元，用于曲线数据显示和操作；参数设置单元，用于参数设置；测试结果数据显示单元，用于测试结果数据显示；所述算法模块包括：曲线数据滤波单元，用于曲线数据滤波处理；计算算法单元，用于算法处理；7光幕阵列弹道参数模型算法单元，用于7光幕阵列弹道参数模型算法处理。
[0011]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种光幕阵列外弹道参数测试方法，包括：当枪炮发射装置发射弹丸后，弹丸沿弹道线依次穿过探测光幕、探测光幕、探测光幕、探测光幕、探测光幕、探测光幕、探测光幕，光幕阵列探测器依次输出具有时间序列的七
个电信号，被光电信号采集装置采集并传输给上位机信号处理及控制装置进行处理；信号采集处理方法为：光电信号采集装置采集到七个电信号后传输给上位机信号处理及控制装置，由处理软件系统计算出七个电信号相对时间值，根据七个探测光幕布放参数，计算出弹丸沿弹道方向的两个速度分量，再计算出弹丸在该区域的速度衰减系数，结合空间坐标与光幕阵列的结构参数，最终计算出弹丸速度值、弹道偏航角、弹道俯仰角、弹着点坐标。
[0012]本专利技术的优点：本专利技术运用非接触式光电测试原理，通过多光幕阵列方式，能够精确测试出弹丸发射后外弹道参数，丰富了传统测试设备的功能，具有测试精度高、操作简便、实时性强等优点。
[0013]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0014]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0015]图 1 是本专利技术的光幕阵列布放结构组成示意图；图 2 是本专利技术的光幕阵列布放侧视图；图 3 是本专利技术的光幕阵列布放俯视图；图 4 是本专利技术的光幕阵列坐标图；图 5 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光幕阵列外弹道参数测试装置，其特征在于，包括包括光幕阵列探测器（1）、上位机信号处理及控制装置（2）、光电信号采集装置（3）；所述的光幕阵列探测器（1）包括双光幕光电探测器（18）、双光幕光电探测器（19）、三光幕光电探测器（20），共包含七个探测光幕，每个探测光幕当弹丸穿过探测光幕时，实时输出对应的电信号；所述的双光幕光电探测器（18）包含两个具有30
°
～120
°
的夹角且与弹道线（12）存在交点的两个扇形探测光幕，分别为探测光幕（131）和探测光幕（132），探测光幕（131）垂直于平面yoz且与xoy平面具有10
°
～30
°
的夹角，探测光幕（132）垂直于平面xoz平面且与yoz平面具有10
°
～30
°
的夹角，两个扇形探测光幕（131）和（132）的顶点相交且汇聚于一点；所述的双光幕光电探测器（19）放置于沿弹道线（12）方向的双光幕光电探测器（18）的后方，包含两个具有30
°
～120
°
的夹角且与弹道线（12）存在交点的两个扇形探测光幕，分别为探测光幕（133）和探测光幕（134），探测光幕（134）垂直于平面yoz且与xoy平面具有10
°
～30
°
的夹角，探测光幕（133）垂直于平面xoz平面且与yoz平面具有10
°
～30
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的夹角，两个扇形探测光幕（133）和（134）的顶点相交且汇聚于一点；所述的三光幕光电探测器（20），包含三个相互平行与弹道线（12）存在交点的垂直于xoz平面且平行于xoy平面的探测光幕（135）、探测光幕（136）、探测光幕（137），此三个探测光幕可以为任何平面几何形状；所述的上位机信号处理及控制装置（2），包含计算机（10）、连接线（201）、无线数传装置（301）、处理软件系统（401），通过空中通讯链路（303）与光电信号采集装置（3）建立通讯；所述的光电信号采集装置（3），包括光电信号采集仪（16）、无线数传装置（302）、连接线（202），通过空中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海，倪晋平，蔡荣立，杨晓东，刘学军，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：