一种激光条码编码式精度靶及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种激光条码编码式精度靶及其测试方法，其中激光条码编码式精度靶，包括相互平行放置的一维条形码与激光扫描器、角度传感器、信号采集与处理电路、数据运算电路及上位机；所述激光扫描器放置于一维条形码中心位置，用于发射扇形激光光束，使得扇形激光光束照射到一维条形码上，形成弹丸探测视场，用于得到弹丸投影；所述角度传感器与激光扫描器光源在同一条直线上，用于输出当前弹丸入射的实时发散角度值。本发明专利技术采用与条码编码规则结合的方法，取代原有的光幕触发靶，结构更加简单，成本十分低廉；采用FPGA处理运算数据，实时捕捉触发信号，触发精度高、实时性强。实时性强。实时性强。

【技术实现步骤摘要】
一种激光条码编码式精度靶及其测试方法


[0001]本专利技术涉及激光条码技术，具体涉及一种激光条码编码式精度靶及其测试方法。

技术介绍

[0002]目前，武器弹药在使用时是否能达到所预期的战斗效果，即达到所要求的战技 指标要求，除了在设计过程中进行必要的理论计算和分析之外，还必须进行全 面的试验检测。因此，靶场测试成为了各种武器弹药在研制和生产过程中的一 个必不可少的重要组成部分，兵器生产和研制过程中起着重大作用，主要是针 对武器的各种性能指标进行综合全面的检测，以评定产品是否达到了战术技术 性能要求，为产品的研制开发、设计生产、使用和改进提供可靠依据。
[0003]在枪械、火炮等武器和发射药的检验中，一般采用射击试验的方法，通过对枪（炮）射击的立靶密集度参数的测量，从而对武器瞄准系统的性能、发射药的性能、弹丸生产质量等进行检测。
[0004]传统的弹道密集度测量方式通过射击靶板或靶纸等实体靶，并人工测量弹孔的位置来获取所需数据，但这一方法需频繁更换耗材，且更换过程存在对操作人员造成人身伤害的隐患。随着科学技术的进步，各种自动化测量技术，如声学精度靶、测速雷达、CCD 线阵靶、四光幕精度靶、六光幕精度靶等都得到了发展。其中，以四光幕精度靶和六光幕精度靶为代表的非接触式多光幕精度靶自动测量系统以其结构简单、维护方便、测量效率高等优点，获得了广泛的好评。
[0005]在这些测量设备中，传统接触式测量设备的缺点显而易见，而后来发展起 来的非接触式测量设备也都存在各自的弊端。随着随着各国对弹丸着靶坐标密集度的关注程度越来越高，该项技术取得了不断的创新和发展，本专利技术在此提出一种基于激光条码的精度靶密集度测试方法，这种激光条码编码式精度靶具有较高测量精度，且原理结构简单、成本十分低廉，仅用单个激光器即可实现弹丸着靶坐标测量功能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种激光条码编码式精度靶及其测试方法。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种激光条码编码式精度靶，包括相互平行放置的一维条形码与激光扫描器、角度传感器、信号采集与处理电路、数据运算电路及上位机；所述激光扫描器放置于一维条形码中心位置，用于发射扇形激光光束，使得扇形激光光束照射到一维条形码上，形成弹丸探测视场，用于得到弹丸投影；所述角度传感器与激光扫描器光源在同一条直线上，用于输出当前弹丸入射的实时发散角度值；所述信号采集与处理电路包括放大整形电路以及译码接口电路，由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，所以当激光扫描器发出的光经透镜照射到黑白相间的条形码上时，内部光电转换器接收到与白条和 黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，经由放大整形电路把模拟电信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成数
字字符信息，以此扫描得到条形码数据；弹丸在条形码和激光扫描器之间平行入射，当弹丸穿过条形码与扫描器之间时，弹丸投影遮挡激光光束形成不同的反射光信号，经信号采集与处理电路后可得到弹丸投影的具体位置区域；数据运算电路通过可编程逻辑器件 FPGA 实现，用于采集条形码上弹丸投影坐标，以及角度传感器输出的发散角度值，实现被测弹丸穿过探测视场时，根据三角关系转换得出当前被测弹丸的空中着靶坐标以及其他参数，运算出的着靶坐标以及其他参数经由上位机显示。
[0008]进一步地，所述激光扫描器发射扇形光束形成探测视场，与一维条形码之间具有1米
‑
10米的固定距离值。
[0009]更进一步地，弹丸在激光扫描器与一维条形码之间平行入射，其与激光扫描器与一维条形码皆有1米
‑
10米的固定距离值。
[0010]更进一步地，所述角度传感器的中心转轴与激光扫描器的发射光源重合，测得弹丸入射遮挡激光光束后与光源切线夹角的实时值。
[0011]更进一步地，所述信号采集与处理电路输出的条形码数据值与角度传感器输出的角度值采用时间同步处理。
[0012]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种激光条码编码式精度靶测试方法，包括以下步骤：当弹丸在激光扫描器与一维条形码之间平行入射时，扫描器发射的激光光束被遮挡产生信号变化，在条形码上形成弹丸投影，已知激光扫描器与一维条形码之间距离值为 L1，弹丸与激光扫描器之间距离为 L2，弹丸直径 d1，此时角度传感器输出角度值 θ；直角坐标系沿一维条形码两邻边展开，其原点 O 设定为条形码邻边交点，数据运算电路将当前被测弹丸穿过探测视场时被扫描捕捉的时刻作为触发点 A1，计算出当前被测弹丸遮挡激光光束后在条形码上弹丸投影 A2 的边缘坐标为（x1,y1）、（x2,y2）、（x3,y3）、（x4,y4），根据三角关系转换可得出弹丸中心坐标即弹丸空中着靶坐标。
[0013]本专利技术的优点：本专利技术采用与条码编码规则结合的方法，取代原有的光幕触发靶，结构更加简单，成本十分低廉；采用 FPGA 处理运算数据，实时捕捉触发信号，触发精度高、实时性强。
[0014]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
[0015]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。
[0016]图 1 是本专利技术的激光条码编码式精度靶的结构组成示意图；图 2 是本专利技术的 XOY 直角坐标系内几何示意图；图 3 是本专利技术的整体工作原理示意图；图 4 是本专利技术的放大整形电路原理图；图 5 是本专利技术的译码接口电路原理图；图 6 是本专利技术的工作流程图。
[0017]附图标记：
1
‑
一维条形码；2
‑
弹丸投影；3
‑
弹丸；4
‑
激光扫描器；5
‑
角度传感器；6
‑
扫描器开关；7
‑
放大整形电路；8
‑
译码接口电路；9
‑
数据运算电路； 10
‑
上位机。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]如图 1 所示，本专利技术提供了一种激光条码编码式精度靶，包括相互平行放置的一维条形码 1 与激光扫描器 4、角度传感器 5、信号采集与处理电路、数据运算电路 9 以及上位机 10，其特征在于：激光扫描器 4 放置于一维条形码 1中心位置，用于发射扇形激光光束，使得扇形激光光束照射到一维条形码 1 上，形成弹丸探测视场，用于得到弹丸投影 2；所述角度传感器 5 与激光扫描器 4 光源在同一条直线上，用于输出当前弹丸 3 入射的实时发散角度值；所述信号采集与处理电路包括放大整形电路 7 以及译码接口电路 8，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光条码编码式精度靶，其特征在于，包括相互平行放置的一维条形码与激光扫描器、角度传感器、信号采集与处理电路、数据运算电路及上位机；所述激光扫描器放置于一维条形码中心位置，用于发射扇形激光光束，使得扇形激光光束照射到一维条形码上，形成弹丸探测视场，用于得到弹丸投影； 所述角度传感器与激光扫描器光源在同一条直线上，用于输出当前弹丸入射的实时发散角度值；所述信号采集与处理电路包括放大整形电路以及译码接口电路，由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，所以当激光扫描器发出的光经透镜照射到黑白相间的条形码上时，内部光电转换器接收到与白条和 黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，经由放大整形电路把模拟电信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成数字字符信息，以此扫描得到条形码数据；弹丸在条形码和激光扫描器之间平行入射，当弹丸穿过条形码与扫描器之间时，弹丸投影遮挡激光光束形成不同的反射光信号，经信号采集与处理电路后可得到弹丸投影的具体位置区域；数据运算电路通过可编程逻辑器件 FPGA 实现，用于采集条形码上弹丸投影坐标，以及角度传感器输出的发散角度值，实现被测弹丸穿过探测视场时，根据三角关系转换得出当前被测弹丸的空中着靶坐标以及其他参数，运算出的着靶坐标以及其他参数经由上位机显示。2.根据权利要求1所述的激光条码编码式精度靶，其特征在于，所述激光扫描器发射扇形光束形成探测视场，与一维条形码之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖楠，蔡荣立，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：