[发明专利]一种基于数据融合的弹丸炮口测速方法

权利要求书

1.一种基于数据融合的弹丸炮口测速方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、在弹丸上加装第一线圈(1)、第二线圈(2)和测速装置，测速装置包括第一加速度传感器(3)、第二加速度传感器(4)、第一电路板(5)、第二电路板(6)、第三电路板(7)；在弹丸外壁切割出两个相距L的凹槽，将第一线圈(1)和第二线圈(2)分别置于凹槽中，测速装置置于弹丸内，且位于第一线圈(1)和第二线圈(2)之间，第一加速度传感器(3)和第二加速度传感器(4)焊接在第一电路板(5)上，第一电路板(5)、第二电路板(6)、第三电路板(7)沿弹丸轴向间隔设置，各电路板之间通过直插式排针焊接进行连接；第一线圈(1)、第二线圈(2)分别与第二电路板(6)相连，将感应电压信号传输到第二电路板(6)；

步骤2、利用第一电路板(5)上的第一加速度传感器(3)采集弹丸加速度a₁，利用第二加速度传感器(4)采集弹丸加速度a₂，分别解算出第一加速度传感器(3)对应的弹丸飞行距离s₁和第二加速度传感器(4)对应的弹丸飞行距离s₂；

步骤3、根据弹丸发射前装定的身管长度S，当s₁和s₂分别为S时，解算出此时对应的第一加速度传感器(3)计时时间t₁和第二加速度传感器(4)计时时间t₂；

步骤4、根据a₁和a₂，分别解算出第一加速度传感器(3)计时时间为t₁时的弹丸炮口速度V₁₁，以及第二加速度传感器(4)计时时间为t₂时的弹丸炮口速度V₁₂；

步骤5、利用第一线圈(1)和第二线圈(2)产生的感应电压解算出炮口速度；

第一线圈(1)和第二线圈(2)之间的距离为L，弹丸上缠绕的第一线圈(1)出炮口瞬间产生第一个感应电压，感应电压达到设定的阈值时，该时刻分别记为t₁₁、t₁₂…t_1n；第二线圈(2)在出炮口瞬间产生第二个感应电压，感应电压达到阈值时，该时刻分别记为t₂₁、t₂₂…t_2n；计算得到第一线圈(1)和第二线圈(2)出炮口的时间差即Δt_n＝t_2n-t_1n；认为弹丸在这段测速区间的平均速度即为弹丸的炮口瞬时速度，求得多组弹丸炮口速度V_2n；

步骤6、计算第一组弹丸炮口速度测量值V₁、及其对应的速度方差第二组弹丸炮口速度测量值V₂、及其对应的弹丸炮口速度方差

步骤7、计算总均方误差σ²的最小值，该最小值是加权因子满足约束条件的多元函数极值；

根据多元函数求极值理论，求出总均方误差最小时所对应的加权因子W₁、W₂；加权因子满足条件时使总均方误差σ²达到最小，即此时为融合后的炮口速度。

2.根据权利要求1所述的基于数据融合的弹丸炮口测速方法，其特征在于：步骤2中，解算第一加速度传感器(3)对应的弹丸飞行距离s₁和第二加速度传感器(4)对应的弹丸飞行距离s₂，具体如下：

3.根据权利要求2所述的基于数据融合的弹丸炮口测速方法，其特征在于：步骤4中，弹丸炮口速度V₁₁、弹丸炮口速度V₁₂，具体如下：

4.根据权利要求3所述的基于数据融合的弹丸炮口测速方法，其特征在于：步骤5中，多组弹丸炮口速度V_2n，具体如下：

其中，L为第一线圈(1)和第二线圈(2)之间的距离。