[发明专利]一种基于激光原向反射式光幕的弹丸着靶坐标测试方法

说明书

技术领域

本发明光电检测技术领域，具体涉及一种基于激光原向反射式光幕的弹丸着靶坐标测试方法。

背景技术

射击精度是指弹丸的实际过靶坐标同预期命中点之间接近程度的总体度量，它是评价武器性能好坏的一项重要指标。在相当长的时间里。国内一直采用传统接触式的测试方法，即在弹道的截面上立一道靶，人为测量在靶位上的弹孔的坐标位置来实现弹丸过靶坐标的测量。但是这种接触式的测量方法存在很多问题：一是资源不可再利用，每次射击完毕都需要换靶，耗费人力财力；二是测试的精度不高；三是处理的周期较长且难以实现远距离、快速的显示结果。由于接触式测量的这些不足之处，传统的接触式测量逐渐被非接触式方法所取代。目前国内外使用的测量方法主要有声靶、光电坐标靶、大面积LED光靶及双线阵CCD交汇测量系统等。声靶存在偏轴误差和边缘误差，只适用于超音速小口径弹丸的近距离测试。光电坐标靶所用的光敏探测器件如果是普通的光电二极管，其响应速度和测量精度可能难以满足要求。大面积LED靶的探测靶面较小。虽然双线阵CCD相机交汇测量系统精度较高且靶面区域可调，但其结构比较笨重、安装调试复杂且坐标计算公式比较繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明为克服现有双线阵CCD相机交汇测量系统中系统结构笨重、安装调试复杂且坐标计算公式比较繁琐等不足，提供了一种基于激光原向反射式光幕的弹丸着靶坐标测试方法。

一种基于激光原向反射式光幕的弹丸着靶坐标测试方法，包括如下步骤：

步骤1、搭建测试系统，具体为：

采用激光器产生一字线形激光投射至原向反射屏，形成激光光幕,作为靶面区域；采用线阵CCD相机接收经所述原向反射屏反射的激光；

步骤2、向与所述激光光幕垂直方向发射弹丸，通过所述线阵CCD相机获取弹丸穿过所述靶面区域时的图像；

步骤3、根据步骤1中测试系统的参数以及步骤2获得的图像，得到所述弹丸在测试系统坐标系中的坐标P(x,y)：

其中，所述测试系统坐标系定义为：以线阵CCD相机镜头中心为原点O，由原点O指向所述激光器的激光出射孔中心C的连线方向为x轴，在所述激光光幕面内且过原点O与x轴垂直方向为y轴；令弹丸遮挡激光照射原向反射屏所产生的阴影表示为E，E在所述图像中的像表示为M；令弹丸遮挡原向反射屏的反射光的位置表示为F，F在所述图像中的像表示为N；h表示所述线阵CCD相机镜头到原向反射屏的y轴方向距离；l为激光器到线阵CCD相机镜头的x轴方向距离，f为线阵CCD相机镜头的焦距；a和b分别为所述图像中像E和像F的像素中心在x轴上的坐标值。

较佳的，所述步骤2中获取弹丸穿过所述靶面区域的图像的方法为：在所述激光器的激光出射孔附近设置光电探测器，光电探测器将接收到光信号转换为电信号后送给后端连接的信号调理电路；所述信号调理电路中设置的放大器将所述电信号放大后输出模拟信号，再将该模拟信号送入信号调理电路中的比较器：当弹丸进入激光光幕后，所述比较器输出数字脉冲触发信号；采用图像采集存储及控制装置接收所述数字脉冲触发信号，并利用数字脉冲触发信号控制线阵CCD相机进行拍摄，同时，图像采集存储及控制装置对线阵CCD相机获取的图像进行存储。

较佳的，所述步骤3中，确定图像中像M和像N的方法为：将所述图像进行中值滤波处理，然后再将图像中像素值大于设定值的点的二值化值设为1，将像素值小于或等于设定值的点的二值化值设为0，则找到图像中二值化值为0的点，即为像M和像N。

优选的，所述激光器为半导体激光器。

优选的，所述激光器使用鲍威尔棱镜进行扩束。

本发明具有如下有益效果：

1)本发明的测试方法使用了原向反射屏与激光器配合产生激光光幕，用以捕捉弹丸，增强了弹丸成像与背景之间的对比度，大大提高了系统对弹丸的捕获率；

2)本发明的测试方法仅采用一个激光器和一个线阵CCD相机，通过图像中两点距离，以及系统的参数即可获得弹丸过靶坐标，克服了现有双线阵CCD相机测量系统中存在的结构笨重、调节繁琐以及坐标计算公式复杂等缺点，提高了测试效率。

附图说明

图1为本发明的测试方法原理图；

图2为本发明的测试方法终坐标计算数学模型示意图；

其中，1-半导体激光器，2-线阵CCD相机，3-原向反射屏，4-光电探测器，5-信号调理电路，6-图像采集存储及控制装置。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。