[发明专利]天幕立靶结构参数出厂标定系统及其标定方法

说明书

本发明涉及兵器靶场测试技术领域，具体涉及一种天幕立靶结构参数出厂标定系统及其标定方法。其对现有天幕立靶结构参数标定方法的技术现状，克服现有技术在出厂标定结构参数时存在的无法精确确定光幕中心面及获取光幕中心面上点坐标等不足。本发明包括天幕立靶、面光源、经纬仪、光幕接收装置和基准尺；所述光幕接收装置可实现圆环接收屏的升降、旋转和微调功能，接收屏垂直激光指示则可使接收屏垂直于面光源经过天幕立靶狭缝和镜头投射出的光幕，根据CCD相机拍摄的光幕条与圆环图像，通过微调机构使得光幕条的宽度对称分布在接收屏的圆环上。最后，双经纬仪观瞄圆环的中心点，获取光幕中心面上对应点坐标的俯仰角和方位角。

技术领域

本发明涉及兵器靶场测试技术领域，具体涉及一种天幕立靶结构参数出厂标定系统及其标定方法。

背景技术

立靶密集度是衡量弹道武器系统的射击效果和评价其性能的主要特征参量之一，在兵器靶场中，现多采用天幕立靶测量装置测量立靶密集度，一次测量获得射击的弹道俯仰角和方位角、弹丸速度和着靶位置，能否精确测量武器系统的射击密集度对提高武器系统的战斗效能起到至关重要的作用，而天幕立靶结构参数直接影响测量系统的测量精度，因此，需要精确标定天幕立靶结构参数以提高立靶密集度。

天幕立靶是国内兵器靶场测试技术领域的主要装备，其结构参数为：光幕面G₁,G₃G₄,G₆与YOZ平面的夹角α，光幕面G₂G₅与YOZ平面的夹角β，如图1所示。在天幕立靶各性能参数中，出厂前结构参数的标定精度直接影响天幕立靶的测量精度，因此，对其标定工作是天幕立靶所测数据准确性和可靠性的有力保证，也是测量仪器在出厂前中不可缺少的关键环节之一。

传统的标定方法是：以N字形光幕为例，拆除天幕立靶内部的光电探测器件，在壳体内放置白炽灯，使得光线透过镜头狭缝向外投射。调整天幕立靶使得N字形的平行光幕垂直水平面投射到前方竖直的墙面上，人工在墙面上标定出每个光幕中线，并计算出各个光幕之间的夹角。该方法缺点在于：由于人为因素的存在，误差较大，不能够精确标定光幕结构参数。其次，节能灯光源照射到狭缝时易产生离轴照明现象，使得投射光幕与镜头主轴偏离，造成标定误差。专利CN 102944698与论文测速天幕靶检定装置与检定方法：记载了利用一维精密平移台带动天幕靶沿垂直基准面的方向移动，根据特制频闪小光源作用在天幕靶上信号输出有阶跃变化时天幕靶的相对位置，实现了天幕靶幕面空间位置参数检定的一种非拆卸式标定方法。论文多光幕天幕立靶结构参数标定技术：记载了根据频闪小光源作用在天幕立靶上输出信号阶跃变化时，确定光幕中心的位置，获得光幕上三个空间点坐标，得到平面方程，反解得到结构参数的一种非拆卸式标定方法。上述技术中存在以下不足：首先，非拆卸式标定方法必须有天幕立靶内部的光电探测器件配合才能实现，而出厂前标定天幕立靶结构参数时天幕立靶内部还未安装光电探测器件，若采用该方法进行标定出厂结构参数，则必然存在标定时安装、调校时拆卸光电探测器件的反复过程，直到标定结果符合误差要求。反复拆装光电探测器件造成标定步骤繁杂并易导致光电探测器件损坏，因此，非拆卸式标定方法不适用于天幕立靶出厂前结构参数的标定。其次，非拆卸式标定方法中多个频闪LED小光源，因其发散角大而无法确定发光轴线方向，影响标定精度。最后，采用非共线三点确定光幕平面方程，导致每一点的精度直接影响平面方程的标定精度，易产生非常大的误差，大大降低平面方程标定结果的可信性。

通过上述分析，目前测量天幕立靶结构参数的方法操作复杂、测量精度低，无法实现对天幕立靶出厂时光幕结构参数的高精度测量；天幕立靶在出厂前必须检测光幕结构参数，目前尚缺乏有效的出厂光幕结构参数检测手段。

发明内容

本发明为解决现有技术在出厂标定结构参数时存在的无法精确确定光幕中心面及获取光幕中心面上点坐标等不足的问题，提供一种天幕立靶结构参数出厂标定系统及其标定方法。