[发明专利]内置式炮弹动作检测系统及其动作测量分析方法

说明书

本发明涉及内置式炮弹动作检测系统及其动作测量分析方法，该系统包括内置式动作测量模块和动作分析显示模块，内置式动作测量模块和动作分析显示模块之间通过无线通信模块连接；内置式动作测量模块设置于在模拟弹体内，包括主控制器，主控制器连接加速度传感器、角速度传感器和存储器；动作分析显示模块包括上位机，上位机连接测量管理数据库、动作姿态解算单元和可视化显示单元。本发明可直接测量弹体在整个装填过程的姿态、速度、加速度和位置信息，并通过3D建模和运动数据的可视化分析，获取各个机构的时序和效率，为提高自动供弹机等机构动作的协调一致性和作战反应时间提供技术支撑。

技术领域

本发明属于封闭空间内高精度运动检测技术领域，具体涉及到一种置式炮弹动作检测系统及其动作测量分析方法。

背景技术

随着科技的发展和对国防科技的重视,对于炮弹飞行姿态的测试与研究也在这类大环境下发展起来。检测炮弹运动时的姿态，可用于检测炮弹在封闭发射过程中运动时的关键参数。

现有检测炮弹运动姿态的技术为激光法，即在炮膛上内壁或者下内壁设置有激光发射装置和激光接收装置，所述激光发射装置与激光接收装置之间的炮弹流经测速架的上内壁和下内壁分别设置有若干平面镜，将激光位移传感器装在炮筒内采集的激光点与运动目标像素坐标收集，实现运动目标的粗略定位。

现有方法的缺点是只粗略地定位目标，且十分容易受到外界影响，其它光波干扰严重的话会导致测量结果不准确，且无法直观地观察到目标在整个过程中地运动状态，本发明则很好地解决了这些问题。

发明内容

本发明提供一种内置式炮弹动作检测系统，解决了在炮弹封闭发射过程中无法具体了解运动的状况的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

内置式炮弹动作检测系统，包括内置式动作测量模块和动作分析显示模块，内置式动作测量模块和动作分析显示模块之间通过无线通信模块连接；所述内置式动作测量模块设置于在模拟弹体内，包括主控制器，主控制器连接加速度传感器、角速度传感器和存储器；主控制器、加速度传感器、角速度传感器及存储器均连接移动电源；所述动作分析显示模块包括上位机，上位机连接测量管理数据库、动作姿态解算单元和可视化显示单元。

进一步的，所述加速度传感器、角速度传感器选用集成两者功能的九轴姿态传感器，型号为MPU9250。

进一步的，所述主控制器选用ARM主控制器，型号为STM32F767。

进一步的，所述存储器选用NAND Flash存储器。

进一步的，所述无线通信模块选用ZigBee通信模块。

一种内置式炮弹动作检测系统的动作测量分析方法，包括如下步骤：

步骤(1)、将内置式动作测量模块设置于在模拟弹体内，九轴姿态传感器获取弹体的线加速度信息和角速度信息；

步骤(2)、STM32F767主控制器通过IIC协议驱动MPU9250姿态传感器，读取其原始数据，并利用MPU9250自带的DMP结合MPL库实现姿态解算；

步骤(3)、在获取到姿态及加速度数据基础上，STM32F767主控制器以串行协议形式驱动非易失性NAND Flash存储器，实现对MX35LF2GE4AB型NAND Flash存储器的访问控制，写入或读取姿态和加速度数据，实现数据缓存；

步骤(4)、ZigBee通信模块通过无线传输发出指令初始化和校准MPU9250姿态传感器，并将MPU9250姿态传感器测量数据实时传输至上位机；上位机的系统内包含端口号选择、串口协议设置、指令发送单元以及文本显示区域；正确选择本地端口号，依据串口协议配置相应参数，进而输入所发指令，控制下位机各控制器。