[发明专利]一种大靶面脱靶量修正测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试系统，具体来说，本发明涉及一种高空大靶面脱靶量测试系统及相应的测试方法。

背景技术

在靶场测试中，弹丸的飞行速度与这把坐标的测试是武器校验的核心参数，特别是高空中弹丸相对空中模拟目标近炸的脱靶量测量，即弹丸正视于相对目标头部中心的两维坐标，它是关系到武器校验与定型的重要参数，一般情况下，高空相对目标近炸的脱靶量的条件通常是目标中心与地面高度距离大于20米。针对弹丸坐标等参数的测量，目前国内外主要采用光幕靶交汇测试方法、天幕靶交汇测试方法、线阵CCD交汇测试方法、阵列激光传感器测试方法等。天幕靶交汇测试系统主要采用四个或六个天幕靶组成，所有的探测天幕靶设计都采用光纤汇聚，单个圆形光电管接收设计方案，存在探测灵敏度较低，对高空大靶面弹丸信息的探测显得不足，六天幕靶测试系统虽可以测量弹丸着靶的位置，也可以给出飞行弹丸的矢量角度，但是探测光幕的标定和校准比较复杂，通常的六光幕交汇测试系统装置主要是在室内使用的小靶面光幕靶，对野外的测试主要是在低伸弹道测试，对于高空大靶面的探测系统，还存在探测灵敏度不足，视场小等问题。四光幕测试系统，对飞行弹丸有严格的限制，弹丸必须是垂直穿过探测光幕，否则测试坐标误差比较大，因其所测坐标是弹丸穿过交汇面上的点坐标，不是弹丸实际着靶面坐标，该坐标必须修正。在国内期刊上获悉采用数码相机与四天幕交汇测量结合的方案，数码相机的拍摄技术同样存在摄影法的问题，再者数码相机的拍摄同步比较难以解决，且四天幕交汇测量系统测到的两位坐标数据并非同点坐标位置，因此，在测量时，要求弹丸必须垂直穿过天幕，否则产生较大的测量误差；针对光幕靶交汇测试方法，其主要采用光幕靶为核心建立交汇测量模型，测试原理与天幕靶一致，所不同的是光幕靶采用主动光源为测试背景光源，光幕靶测试靶面小，对高空大靶面的测试无法满足需求。

在所有的光电靶测试装置中，对探测天幕靶的探测器设计都采用光纤汇聚，单个圆形光电管接收设计方案，存在探测灵敏度较低，对高空弹丸信息的探测显得不足且设计结构复杂。在国内期刊所涉及的论文中有提出利用长条形拼接阵列光电接收器件，且离焦技术措施消除探测盲区的设计方案设计天幕靶，但这种方案在实际应用中也存在许多不足，如探测电路因拼接的小单元光电器件越多，叠加的背景噪声也大，在模拟放大电路中难以消除，其所采用的活动光阑消除照度变化的影响，存在活动光阑抖动引起误触发、弹丸信号触发点不一致等问题，如果探测距离过高需要更换长焦距镜头，使得作用视场减小，容易产生漏测的可能，且结构相对较复杂。

有研究者发明了各种光幕靶，如中国专利CN89102652、CN200620134458.7、CN200420007418.7，还有在国内靶场大面积使用的XGK-91-I型测速光幕靶和XGK-2002型光幕靶。以上光幕靶采用光源直射接收装置的方法，也就是光源和接收装置布置在所形成光幕的两侧。在采用四个光幕靶或六个光幕靶构建四光幕和六光幕立靶测试系统时，这种结构的光幕靶很难保证各光幕靶光幕间的几何角度，也不容易测量几何角度值，也不能主观的观测出弹丸的成像具体位置。

随着成像技术的发展，研究者又提出了线阵CCD交汇测试方法，其采用双目视觉原理，测试精度在小靶面时相对比较高，但是对于高空大靶面的测试需要将两个线阵CCD相机布置得比较远才能满足靶面要求，但两个线阵CCD相机布置得远给测试系统的标定带来了很大的困难，并且靶面的对称性难以在工程中实现，给测试系统带来很大的误差。此外，阵列激光传感器测试方法采用激光对管的发射—接收组合单元设计，靶面做得都比较小也无法满足高空中目标脱靶量测试需求。为了提高空中大靶面弹丸脱靶量测试精度，需要研制出能够满足高空大靶面的测试设备。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一种高空大靶面脱靶量修正测试系统，其包括第一光电探测靶体、第二光电探测靶体、计时与图像采集仪，其中，第一光电探测靶体和第二光电探测靶体沿枪炮发射方向相邻布置在靶道的测试段，并且这两个光电探测靶体都与计时与图像采集仪相连接，计时与图像采集仪与计算机相连接，其中，第一光电探测靶体和第二光电探测靶体通过电缆线将探测信号和采集弹丸图像传输到计时与图像采集仪，并进行处理再传输到终端计算机进行处理与显示。