[发明专利]基于机器视觉的电磁曲射炮设计方法

说明书

本发明涉及电磁发射技术领域，目的是提供基于机器视觉的电磁曲射炮设计方法，本发明采用STM32H743主控芯片，通过安装在云台上可旋转的OPENMV4摄像头采集标靶数据，并将数据传输给主控芯片进行处理，再通过由2个大扭力舵机改造的二自由度云台进行方向和角度调整，瞄准标识物，利用电磁感应原理产生电磁场发射高速铁弹丸，实现对目标靶的精准射击，本发明结构合理，实用性强，适合推广。

技术领域

本发明涉及电磁发射领域，具体涉及基于机器视觉的电磁曲射炮设计方法。

背景技术

电磁发射技术是当今世界上正在研究和发展的一门军事技术，世界各国对电磁发射技术非常重视。目前电磁发射技术着重要解决的关键问题有三个：一是研究和开发出体积小、质量轻、可重复使用的大功率电源以满足弹丸高速发射：二是要研究开发出磁能消耗小、强重比高的结构材料以满足发射装置需要承受的大电流、强载荷的要求：三是高精度制导控制问题和弹上控制设备高强度、一体化集成设计问题。

电磁炮是一种利用电磁力推动弹丸运动的新概念火炮,由于它能将弹丸加速到极高的速度,因此被称为动能杀伤武器。它主要由能源、加速器、开关三部分组成。加速器是由线圈与炮管组成，把电磁能量转换成炮弹动能，使炮弹达到高速的装置。开关部分就是由可控硅组成。能源部分由大容量电容、高压升压模块、干电池组成。

因此，需要设计一套打靶精度高、满足弹丸发射所需要求的电磁炮发射系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于机器视觉的电磁曲射炮设计方法，包括采用单片机STM32H743作为主控制模块、由电磁炮模块、摄像头OpenMV4模块、二自由度云台模块、稳压电源模块组成，本发明结构合理，设计巧妙，适合推广；

本发明所采用的技术方案是：基于机器视觉的电磁曲射炮设计方法，包括有主控模块、发射装置、两轴云台装置、摄录模块和按键显示装置，所述主控模块分别与发射装置、按键显示装置、云台装置连接和摄录模块连接，其中，所述主控模块的控制单元选用STM32H743，所述摄录模块包括有OPENMV4，以下步骤：

步骤1：用户通过按键显示装置手动输入标靶距离和角度，并且通过显示装置进行显示；

步骤2：所述主控模块确认按键输入装置输入完毕后，驱动所述两轴云台装置到达定标点后驱动所述摄录模块进行自动定位，所述摄录模块将采集到的所述标靶的位置数据进行处理得到打靶的动力值和角度值；

步骤3：所述发射装置包括有电容充电电路、线圈放电电路和升压模块，当所述主控模块驱动所述电容充电电路进行充电达到所述动力值，经过所述升压模块进行升压优化后，所述主控模块驱动所述驱动线圈放电电路以所述角度值发射电磁炮。

通过上述技术手段，进入手动输入目标控制模式，按键输入标靶距离和角度，通过按键显示模块显示其位置信息，STM32H743确认按键完成输入后，驱动两轴云台完成动作，最后确认打靶完成。进入自动寻找目标控制模式，摄像头OPENMV4进行角度测量，超声波测距模块进行距离检测，通过按键显示模块显示标靶位置信息，STM32H743确认开始打靶后，驱动二自由度云台完成动作，最后确认打靶。

优选的，所述步骤3中，所述发射装置还包括有可控硅和干电池，所述干电池对所述发射装置进行供电，所述发射装置通过所述可控硅与所述主控模块连接。

优选的，所述步骤3中，所述升压模块选用的是准谐振变换器，所述准谐振变换器与所述电容充电电路并联。

优选的，所述步骤2中，所述主控模块上还设置有超声波模块，通过所述OPENMV4获取所述标靶的位置信息，通过处理位置信息驱动所述两轴云台装置在X轴上移动，通过所述超声波模块获取所述标靶的位置信息，通过反馈给所述主控模块后，所述主控模块通过预存的姿态算法驱动所述两轴云台装置在Y轴上移动。

优选的，所述OPENMV4的工作过程为：