CN105300186B - 一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于瞄准镜技术领域，具体涉及一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统。本发明提供一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，所述系统包括视场获取单元、测距单元、显示单元和瞄准电路单元：所述瞄准系统能够将视场获取单元所获取的光学图像在显示单元上显示，显示单元同时显示光学图像与分划，应用分划实现对光学图像中的目标进行瞄准；所述精准光电瞄准系统应用瞄准电路单元和测距单元对弹着点进行精准预测，以便于用户进行调校和射击。本发明将被瞄准的图像通过显示单元显示，从而实现了双眼瞄准。

Description

一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统

技术领域

本发明属于瞄准镜技术领域，具体涉及一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统。

背景技术

通常传统意义上的瞄准器分为机械瞄准器和光学瞄准器，其中所述机械瞄准器泛指在机械上通过金属瞄准具，如表尺，准星和照门来实现瞄准；所述光学瞄准器是通过使用光学透镜成像，将目标影像和瞄准线重叠在同一个聚焦平面上，即使眼睛稍有偏移也不会影响瞄准点。

传统意义的两种瞄准器在射击的过程中，需要多次调校分划及弹着点，使弹着点与分划中心重合，在校准弹着点和分划中心重合的过程中，均需要多次调节旋钮，或是进行其他机械性的调整；经过长期的使用，无论是旋钮还是其他机械性的调整，均会给器械带来磨损或偏差，致使造成误差；然而远程射击瞄准对精准度要求极高，在远程射击时，枪支及瞄准器的微小误差便会造成射击结果上极大的误差。在实际应用时，极为不方便。

应用上述两种传统的瞄准器，在完成调校后，应用于瞄准射击时，确保要准确的瞄准姿势及结合长期的射击经验，才可完成准确的射击，然而对于射击初学者，瞄准的姿势及不具有丰富的射击经验，均会影响其射击的准确性。

同时传统意义的射击都需要用户单只眼瞄准，另一只需紧闭，避免两只眼获得景象不同，对射击产生影响；然而，在应用上述单眼瞄准的情况时，用户不便于观察身边的情况，在射击的时候，周边环境的突然变化，进而对射击产生的影响是难以避免的。因此，如果在瞄准的过程中，可实现双眼瞄准，将使得用户的射击操作更加容易、轻松。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种射击调校简单、瞄准迅速准确、可人机交互、可实现双眼瞄准的精准光电瞄准系统。

本发明提供一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，所述系统包括一壳体，所述壳体定义了一容纳空间，所述容纳空间包括视场获取单元、测距单元、显示单元和瞄准电路单元，所述瞄准系统能够将视场获取单元所获取的光学图像在显示单元上显示，并对弹着点进行精准预测，以便于用户进行调校和射击。

进一步地，所述壳体整体为可拆卸结构；

进一步地，所述视场获取单元及测距单元固定在壳体的容纳空间内，所述测距单元包括一信号发射端及一信号接收端，所述视场获取单元包括光学图像获取端，所述信号发射端、信号接收端及光学图像获取端均设置在壳体前端处，并所述信号发射端与信号接收端对称分布于所述光学图像获取端上侧，所述光学图像获取端所组成的平面与枪支的垂直面成一定角度。

进一步地，所述信号发射端及与信号接收端均凸出于光学图像获取端。

进一步地，所述信号发射端及与信号接收端位于光学图像获取端上端或下端。

进一步地，所述壳体前端还设有保护单元。

进一步地，所述光电瞄准系统还包括三个视场调节单元(显示单元上，按键和设置在壳体上的按键)。

进一步地，所述壳体后端处设有显示单元，所述壳体的容纳空间内设有瞄准电路单元及电池组件(电源)，所述视场获取单元与显示单元通过瞄准电路单元连接，所述瞄准电路单元包括传感器组件，所述传感器组件包括多个传感器，所述多个传感器可分别为：加速度传感器、风速风向传感器、地磁传感器、温度传感器、气压传感器、湿度传感器、振动传感器等；所述电池组件对光电瞄准系统内的用电单元进行供电。

进一步地，所述壳体上设有按键单元，所述按键单元包括外置按键组件及插口组件，所述外置按键组件设置在便于用户使用、触按的位置处，所述插口组件通过外接线连接外接按键组件，所述外接按键组件连接有固定卡件，通过固定卡件固定在枪管或枪支便于用户触按位置处，所述按键单元均连接在瞄准电路单元上。

进一步地，所述瞄准电路单元包括接口板及核心板，所述视场获取单元的视场驱动电路、测距单元中的测距控制电路、按键单元的按键控制电路、及电池组件的电池控制电路均通过接口板连接在核心板上，所述显示单元的显示驱动电路连接在核心板上。

进一步地，所述核心板上还设置有两个适用于本发明光电瞄准系统的弹道模型及一弹道模型选择单元，所述弹道模型选择单元可手动或自动选取弹道模型；其中一弹道模型采取较少的传感器信息，并结合子弹的基础信息进行模拟弹道，另一弹道模型采取较多的传感器信息进行模拟弹道。

进一步地，所述本发明还提供一种光电瞄准系统射击过程中，为了实现准确射击的调校方法，所述该调校方法应用于上述实施例中的光电瞄准系统，所述调校方法为：在光电瞄准系统的视场内设定一目标，通过光电瞄准系统的测距单元测得光电瞄准系统到目标的距离；在通过按键单元调取一平面坐标加载在显示单元上，应用坐标中心进行瞄准；观察显示单元的视场，控制枪支，将坐标中心与目标对准；对准后，发射第一颗子弹，在目标靶上获得第一弹着点，所述显示单元截取具有第一弹着点的图像；并调整光电瞄准系统显示屏的视场，使得平面坐标的中心与第一弹着点重合；完成调校。

进一步地，所述上述调校方法，还可能包括在第一次射击调校前，增加模拟调校，所述模拟调校通过上述的弹道模型，模拟出弹着点。

进一步地，所述上述调校方法，还可能包括在第一次射击调校后，增加第二次射击调校，提高的调校的精准度。

结合附图，在以下对本发明各种实施例的详细描述中，将更详细地描述本发明的特征。

附图说明

图1为本发明实施例中光电瞄准系统的外观结构图；

图2为本发明实施例中光电瞄准系统的另一外观结构图

图3为本发明实施例中光电瞄准系统的结构剖视图；

图4为本发明实施例中光电瞄准系统的壳体前端示意图；

图5为本发明实施例中光电瞄准系统的系统框图；

图6为本发明实施例中光电瞄准系统的传感器组件结构示意图；

图7为本发明实施例中光电瞄准系统的视场获取存储及反馈控制的系统示意图；

图8为本发明实施例中光电瞄准系统的测距仪工作示意图；

图9为本发明实施例中光电瞄准系统的传感器组件工作示意图；

图10为本发明实施例中光电瞄准系统应用外弹道六自由度刚度模型对两种弹丸进行的弹道模拟对比示意图；

图11为本发明实施例中光电瞄准系统调校方法中调校前的显示屏示意图；

图12为本发明实施例中光电瞄准系统调校方法中具有第一弹着点的显示屏示意图；

图13为本发明实施例图12的局部放大图；

图14为本发明实施例中光电瞄准系统调校方法中第一次射击调校后的显示屏示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。

本发明所提出的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，所述该光电瞄准系统可安装在多种类型的猎枪上，例如来复枪等，所述的光电瞄准系统还可能被安装在手枪、气枪或者其他小型枪械上。本发明的光电瞄准系统在安装于枪支时，通过安装器进行安装，可牢固稳定地安装在枪支的安装轨道或接纳装置上，所述安装器为已知种类的技术，本发明所采用的安装器可适应于不同枪支的安装轨道或接纳装置，具体可通过安装器上自身的调节机构实现对不同安装轨道或接纳装置的适应，在安装完成后，应用枪支与瞄准镜的校准方法或校准设备，对光电瞄准系统及枪支进行校准。

图1是本发明实施例中的光电瞄准系统的外部结构示意图，图2是本发明实施例中的光电瞄准系统的另一外部结构示意图，图1、图2体现了本发明光电瞄准系统的各个方面。所述光电瞄准系统包括一个壳体1，所述该壳体1决定了光电瞄准系统的尺寸、及壳体1内部电路的尺寸大小，所述壳体1定义了一个具有容纳视场获取单元31、显示单元21、甚至更多种元器件的内部空间；同时所述壳体1包括一壳体前端3、及一壳体后端2，具体为，所述视场获取单元31安装在前端部分处，其视场获取单元31的视场获取端置于壳体前端3的内侧，所述视场获取单元31用于采集视场内的视频信息，所述显示单元21安装在壳体后端，所述显示单元21至少可以同时显示视场获取单元31采集的视频信息及用于瞄准的十字分划线；所述视场获取单元31的采集的视频信息通过设置在壳体内部的瞄准电路单元传送至显示单元。

本发明采用具有壳体前端、壳体后端的结构，并所述壳体前端、壳体后端均可实现单独替换，在光电瞄准系统的某一部件损坏时候，可通过对其相应所处的空间及壳体部分进行替换，实现修理光电瞄准系统，也可通过对其相应所处的空间及壳体部分进行拆卸，单独对损坏的部件进行替换，实现修理光电瞄准系统。

在其他实施例中，所述显示单元21可能同时显示视场获取单元31采集的视频信息、用于瞄准的十字分划线及用于辅助射击的信息及功能信息；所述用于辅助射击的信息包括：距离信息、水平角度信息及竖直仰角信息等传感器所获得的信息，所述功能信息包括功能菜单、倍率调节、电池电量、及剩余录像时间等。

所述视场获取单元31包括具有放大功能的物镜(物镜组合)或具有放大功能的其他光学可视设备；所述具有放大功能的物镜或光学可视设备安装在视场获取单元31前端，增加视场获取单元的放大倍率；

所述光电瞄准系统整体可能是一数字化装置，可与智能手机、智能终端、瞄准装置或电路进行通信，并将视场获取单元31采集的视频信息发送至智能手机、智能终端、瞄准装置或电路，通过智能手机、智能终端等装置将视场获取单元31采集的视频信息进行显示。

在一个实施例中，所述视场获取单元31可能为一体化摄像机，所述视场获取单元31的镜头放大倍率可根据实际应用而进行选择性变化，本发明中采用的一体化摄像机为索尼制造的3-18X摄像机，但并不限于上述型号及倍率，所述一体化摄像机设置在光电瞄准系统的最前端，同时一体化摄像机前端配有UV镜和镜头盖34，所述镜头盖34可实现270度翻转，将壳体前端完全覆盖。保护视场获取单元不受伤害，保护镜头并方便清洁。

如图2、图3所示，在上述实施例中，所述光电瞄准系统包括一测距仪，所述测距仪为激光测距仪，所述激光测距仪位于所述壳体1内部，所述激光测距仪为脉冲式激光测距仪，所述脉冲式激光测距仪测距原理是先求出激光在待测距离上往返所需要的时间，再将这个时间通过下式来算出待测的距离：

式中L表示待测的距离，c表示的是光速，t表示激光的飞行时间。

如图4所示，所述激光测距仪包括一激光发射端32及一激光接收端33，所述激光发射端32及激光接收端33均设置在壳体1前端，并对称分布在一体化摄像机的摄像头上侧，激光发射端32、激光接收端33及一体化摄像机的摄像头构成等边倒三角形或等腰倒三角形；所述激光发射端32及激光接收端33均凸出于所述壳体1的前端，并所述激光发射端32、激光接收端33与所述视场获取单元31的镜头存在的一定高度差，且所述激光发射端32及激光接收端33凸出于所述壳体前端3，这样的设计缩小了激光测距仪所占用的壳体内部空间，将所述激光发射端32及激光接收端33过长的部分凸出于壳体前端3外部，实现了壳体1内部空间的高度集成，使得光电瞄准系统更加小型化，使得光电瞄准系统更加灵活、轻便；另外，由于一般视场获取单元的物镜厚度要高于激光发射端和接收端的镜头厚度，此设计可以减小激光测距的误差。

在上述实施中提出的镜头盖34在覆盖视场获取单元的同时，也将激光测距仪的前端同时覆盖，保护激光测距仪不受伤害。

所述激光发射端32内具有一激光源，所述激光源在光电瞄准系统控制装置或核心板的控制下，对光电瞄准系统的视场内发射一或多个激光光束脉冲，激光接收端33接收一个或多个激光光束脉冲的反射光束，传送给光电瞄准系统的控制装置或核心板；所述激光发射端32发射出的激光经被测量物体反射后被激光接收端33接收，激光测距仪同时记录激光光束脉冲往返的时间，光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。

在一个实施例中，所述激光测距仪还可能包括门控电路单元、计数单元及激光测距控制单元，所述激光发射端32包括一驱动发射脉冲激光的驱动电路，所述激光接收端33包括光电探测器、光电转换单元、整形放大电路；所述激光测距控制单元连接所述驱动电路，所述光电探测器、光电转换电路及整形放大电路依次连接，并所述整形放大电路还通过门控电路单元连接计数单元，所述激光测距控制单元同时与所述门控电路单元及驱动电路连接，所述计数单元包括计数器及参考时钟，所述计数器与所述门控电路单元连接，所述计数器输出测距结果，并将测距结果发送至光电瞄准系统的控制设备。

本发明实施例的激光测距仪，采用工作波长为905纳米或1540纳米的半导体激光，首先避免了激光对人体的伤害，同时光电探测器能够准确地判断出激光脉冲的起止点及准确地测量出激光的飞行时间，通过控制参考时钟脉冲的频率在1.5GHz以上，减小了误差。

所述设置在壳体1内用于连接视场获取单元31及显示单元21的瞄准电路单元包括CPU核心板41及接口板42，所述接口板42与所述CPU核心板41连接，具体为CPU核心板41的输入输出通过接口板42底侧的串口实现连接，并所述CPU核心板41置于所述显示单元21显示屏相对于壳体1内部的一侧上，所述接口板42置于所述CPU核心板41相反于显示屏的一侧，所述显示屏、CPU核心板41及接口板42均相互平行设置，所述一体化摄像机及测距仪均分别通过接线连接在接口板42上，所述一体化摄像机获取的图像信息及测距仪获取的距离信息通过接口板42传送至CPU核心板41上，再经由所述CPU核心板41将所述信息显示在显示屏上。

所述CPU核心板41可通过接口板42连接一内存卡，或直接连接一内存卡，在本发明实施例中，在所述CPU核心板41顶部位置处设置内存卡槽，所述内存卡插接在内存卡槽中，所述内存卡内可存储信息，所述存储信息可被提供给CPU核心板41用于弹道方程的计算，所述内存卡也可以存储CPU核心板41发送的反馈信息。

在所述CPU核心板41顶部内存卡槽边侧还设置有一USB接口，通过所述USB接口可将CPU核心板41的信息输出或对CPU核心板41内设置的软件程序进行升级优化。

如图5、6所示，所述光电瞄准系统还包括多个传感器，具体可为加速度传感器、风速风向传感器、地磁传感器、温度传感器、气压传感器、湿度传感器中的几个或全部(可根据选择的弹道方程来获取不同的传感器数据)，在一实施例中，其中加速度传感器和地磁传感器集成在CPU核心板41上，所述加速度传感器为集成陀螺仪和加速度计的芯片MPU-6050，所述地磁传感器为三轴磁力计MAG3110，所述风速风向传感器外设于光电瞄准系统，并连接在接口板42上，其他所述温度传感器、气压传感器及湿度传感器可集成在CPU核心板上或通过接口板42连接于所述CPU核心板上，上述传感器均采用IIC(或者写为I2C、I²C)接口。

所述壳体1内还设有一电池仓12，所述电池仓12内设有一电池组件43，所述电池仓12内设置有滑道，便于所述电池组件43的插拔，所述电池仓12设置在壳体1内中部底侧，通过壳体1侧边可打开电池仓盖实现更换电池组件43，为了防止同一型号的电池大小有细微偏差，在电池仓盖内侧设置一层海绵(或是泡沫、泡沫棉)，所述电池仓盖内侧设置的海绵结构还可以防止枪射击的震动产生的电池不稳情况。

所述电池组件43上侧设有电池电路板，所述电池组件43通过电池电路板对光电瞄准系统各个元器件进行供电，同时所述电池电路板通过接口板42与所述CPU核心板41连接。

在一个实施例中，所述电池组件43具体采用电压为7.2-7.4V；容量为3900-5700mAh；电功为28.08Wh-42.2Wh；重量为100-152g。

所述壳体1外侧靠近显示单元21的一侧设有外置按键，所述外置按键通过壳体1内侧的按键控制板连接在接口板42上，通过触按所述外置按键可实现对显示单元21上的信息进行控制、选取及修改，所述外置按键具体位置在靠近显示单元5-10cm处。

并所述外置按键具体置于显示单元的右侧，所述外置按键的具体设置位置并不仅限于上述位置，但需设置在便于用户使用、触按的位置，用户通过外置按键控制CPU核心板41，所述CPU核心板41驱动显示屏实现显示，所述外置按键可控制在显示单元显示的观察区域中选择一个射击目标、或控制光电瞄准系统启动激光测距仪、或控制光电瞄准系统的摄像单元调整瞄准镜焦距等。

在另一实施例中，所述外置按键的按键控制板可能设有无线连接单元，通过无线连接单元连接外设装置，所述外设装置包括智能手机、平板电脑等，进而通过外设装置加载程序，可控制在显示单元显示的观察区域中选择一个射击目标、或控制光电瞄准系统启动激光测距仪、或控制光电瞄准系统的摄像单元调整瞄准镜焦距等；

所述壳体1外侧还设置有一外接插口槽111，所述外接插口槽111置于壳体内侧的部分与所述按键控制板连接，所述外接插口槽111置于壳体外侧的部分与外接线112连接，所述外接线112连接外接按键113，用户通过所述外接按键113可控制在显示单元2显示的观察区域中选择一个射击目标、或控制光电瞄准系统启动激光测距仪、或控制光电瞄准系统的摄像单元调整瞄准镜焦距等。

所述外接线112还可连接其他操作设备、或辅助射击设备、或视频显示设备、或通过外接线112将信息及视频传输，所述其他操作设备包括外界控制按键、智能手机、平板电脑等；所述外接线112一端插接在外接插口槽111内，另一端设有一“U”型卡件，通过所述“U”型卡件，卡接在枪管上，实现将外接线112固定，避免影响射击，在一个实施例中，可能通过外接线112连接的操作设备在观察区域中选择一个目标、启动激光测距仪、或调整瞄准镜焦距等，“U”型卡件为无支架的枪支提供了简便的变焦对焦操作。

所述显示单元21为LCD显示屏，可在LCD显示屏上实现触摸操作，所述显示屏大小可根据实际需求而定，本发明中采用的显示屏大小为3.5寸。

在一个实施例中，所述LCD显示屏分辨率为320*480，工作温度为-20±70度，背光电压为3.3v，液晶屏与CPU接口电压为1.8v，触摸屏为电容式触摸屏。

如图7、8、9所示，所述显示屏上显示的十字分划线(准星)与视场获取单元采集的视频信息相互叠加，通过十字分划线用于瞄准射击，同时在显示屏上还显示用于辅助射击的、由上述各种传感器传输的辅助射击信息及工作指示信息；

所述辅助射击信息包括环境信息、距离信息及角度信息；

所述环境信息包括风速数据、温度数据、气压数据及磁场数据，所述风速数据置于显示屏上侧一端处，所述磁场数据置于显示屏下侧中部，所述温度数据及气压数据置于显示屏上侧另一端处；

所述距离信息置于温度数据及气压数据上侧；

所述角度信息包括高低角数据，及方位角数据，所述高低角数据置于风速数据下侧，所述方位角数据置于显示屏上侧中部。

所述工作指示信息包括电池电量信息、无线信号信息、剩余录制时间、倍率信息、切换键及菜单键；

所述电池电量信息置于所述高低角数据下侧，所述剩余录制时间、倍率信息及无线信号信息依次设置在温度数据下侧，所述切换键及菜单键分别置于显示屏下侧两端。

上述实施例中的辅助射击的信息，其部分被应用于弹道公式中，其部分被用于显示提醒用户。

所述光电瞄准系统还可能包含一个或多个端口、无线收发单元，所述一个或多个端口、无线收发单元可能与智能手机或其他终端设备通过有线或无线连接进行通信。

所述其他信息包括wifi信号、电池、状态切换键、菜单按键、剩余录像时间、录像按键及当前倍数。本发明所提出的LCD显示屏可实现昼/夜工作模式的切换，所述夜工作模式通过红外补光实现。

所述光电瞄准系统还可能包括一无线传输模块，所述无线传输模块通过无线连接方式连接一外置设备，所述无线传输模块将显示屏上所显示的分划、图像及信息同步显示到外置设备上；

所述无线连接方式为wifi连接或其他无线网络连接，但不仅限于上述连接方式，所述外置设备为智能手机或其他智能终端设备等。

在上述光电瞄准系统的结构基础上，其CPU核心板41还连接一内存卡，所述内存卡内设置有子弹信息数据库、及两个弹道计算模型系统；用户可根据传感器的设置选择这两种弹道模型中的一种，所述弹道模型分别为外弹道六自由度刚度模型或低伸弹道模型，通过两种弹道模型实现光电瞄准系统精准定位。

为准确预测弹着点的位置，根据各个传感器所采集的数据，以及存储器中存储的子弹数据，采用外弹道六自由度刚体模型对弹着点进行预测。

弹丸在空中飞行时，作用于弹丸的力和力矩主要是地球的作用力和空气动力，通常可以将弹丸的运动分解为质心运动和围绕质心运动(绕心运动)两部分，分别由动量定律和动量矩定律描述。

所述的六自由度刚体弹道模型，空间运动的弹丸被看成是刚体，考虑弹丸质心的三个自由度以及绕质心转动的三个自由度，考虑全部的作用在弹丸上的力和力矩。

在上述模型中，需要输入的参数的量包括1)大气条件：风速风向、气温、气压、湿度；2)射击位置：射击点的经纬度和高程坐标；

3)射击条件：子弹出口的初始速度大小和方向，其中方向用枪管的高低角和方位角表示；3)弹目距离：通过激光测距仪获得；4)子弹的数据(存储在数据库中)：弹丸的质量，弹丸的截面积，弹丸质量偏心(或转动惯量)，阻力系数等。

图10是分别对M16233Rem,55g,PSP弹丸和AK47(7.62×39mm)，125g，PSP弹丸进行仿真计算，仿真仅进行垂向，暂时忽略侧向。环境假设条件：弹目距离200m，射高0.001m，高度500m，温度50华氏度。从图中可以看出，为命中同一距离目标，二者的初始射高不同，通过依据气象测量的约束条件，解算出所需的射高和射向，可以调整使其命中某一特定距离上的目标。

六自由度模型考虑的因素的较全，在实际应用中，可以根据传感器的不同的组合对模型进行简化。

在另一种情况下，如果风力风速不大时，横风的作用力很小，则考虑采用低伸弹道模型(低伸模型可以在不设置风速风力传感器时使用，气温、气压也可以不考虑或者以标准气象值计)。

在低伸弹道模型中，可认为弹丸在空气中的运动主要受到重力和空气阻力的影响。其中空气阻力是有弹丸相对空气运动产生的，主要的影响因素有：空气特性(气温、密度、粘性等)，弹丸特性(形状、大小、重量等)，相对运动的特性(相对速度、弹轴方位等)。

空气阻力R的一般表达式为：

其中，R为空气阻力，

ρ空气密度，单位kg·s²/m⁴

为弹丸定心部横断面积，单位m²，d为弹径，单位m

v为弹丸相对空气的速度，单位m/s

a为音速，表示了空气的可压缩性，单位m/s

为阻力系数，无量纲，它是马赫数的函数。

在上式中C_x0表示弹轴与速度的方向夹角(称为攻角或章动角)为0。

弹丸所受的阻力和重力那么弹丸受合力为：

以时间t为自变量，建立弹丸的质心运动方程：

X轴方向：

Y轴方向为：

且有：

空气阻力加速度为J，初始条件：t＝0时满足，u＝u₀＝v₀cosθ₀，

w＝w₀＝v₀sinθ₀，x＝y＝0，θ₀为初始射击高低角。

上述公式为直角坐标系下的方程，通过坐标转换，可以换算到其他坐标系下。

在空气下的弹道位置(x，y，t)由弹道系数c、弹丸相对于空气的速度v、射击高低角θ确定：

其中弹道系数c反应的是弹丸特征，H(y)反应空气特性与高度y之间的关系，F(v),vG(v)反应相对运动特性对弹丸运动的影响。

在射击过程中，可能存在一些影响物(被风吹动的小草)遮挡住被瞄准物，进而影响获取的距离数据的准确性，因此在一个实施例中，所述光电瞄准系统的激光测距仪可能具有手动模式，所述手动模式具体为在显示单元上选取被测距的目标物，所述显示单元将目标物反馈给控制单元，所述控制单元对目标物设置标记，并控制激光测距仪对标记后的目标物进行测距，仅读取被标记的目标物的距离值，通过上述手动模式的测距，可准确的测定被瞄准物的距离值，避免了其他影响物的干扰，本实施例中的控制单元为CPU核心板，或其他具有独立数据处理能力的单元、组件。

本发明还提供一种光电瞄准系统在射击过程中，为了实现准确射击的调校方法，所述该调校方法应用于上述实施例中的光电瞄准系统，所述调校方法包括自动模拟调校和手动调校。

所述自动模拟调校包括以下步骤：

1、在光电瞄准系统的视场内设定一目标靶；

2、在通过上述的弹道模型之一，模拟出模拟弹着点；

当应用外弹道六自由度刚体模型进行模拟弹着点时，采集测距仪的信息、多个传感器的环境信息及角度信息、及内存卡中存储的子弹的相关数据，模拟出弹着点；

当应用低伸弹道模型进行模拟弹着点时，在标准气象条件下，空气密度函数为1，音速为常数，阻力系数为弹速的函数，模拟出弹着点；

3、观察光电瞄准系统显示屏的视场，调整分划，将显示屏上的分划与模拟弹着点重合；

4、完成自动模拟调校。

如图11-14所示，所述手动调校包括以下步骤：

1、在光电瞄准系统的视场5内设定一目标靶51，通过光电瞄准系统的激光测距仪测得光电瞄准系统到目标靶51的距离；

2、在通过外部按键调取一平面坐标52，将平面坐标52加载在显示屏幕上，所述平面坐标52的坐标中心53与分划中心重合；

3、观察光电瞄准系统显示屏的视场5，通过调整枪支，将平面坐标52的坐标中心53与视场内的目标靶对准重合；

4、对准重合后，发射第一颗子弹，在目标靶上获得第一弹着点54，所述显示屏截取具有第一弹着点54的图像；

5、记录第一弹着点在平面坐标的横坐标及竖坐标的数值，例如为x₁、y₁，并调整光电瞄准系统显示屏的视场，横坐标方向移动-x₁；竖坐标方向移动-y₁，使得平面坐标52的坐标中心53与第一弹着点重合；

6、完成调校。

在上述实施例的第一调校射击之前，经常会出现第一次射击偏移过大，弹着点未落入视场内的目标靶上，因此为了避免上述情况发生，本发明的一个实施例中提出，通过上述实施例中的弹道模型，对步骤1中的视场内的目标靶进行模拟射击，找到模拟弹着点，随后，根据模拟弹着点进行自动模拟调校，随后可能选择进行第一次射击调校，这样可有效保证第一次射击的弹着点落在目标靶上。

本实施例提供的调校方法，核心控制器实时接收传感器采集的环境值、激光测距装置测得的瞄准器到被瞄准物的距离及存储器提供的子弹信息，弹道模型根据实时变化的环境值、连续非离散的距离信息及子弹信息计算出子弹的弹道曲线，获得模拟的弹着点，并实时地应用计算的弹着点确立并调节分划，实现光电瞄准系统瞄准任意连续非离散的距离、任意环境下的瞄准物时，均可实时地根据弹道曲线计算模型对分划进行实时调节，使分划中心接近实际弹着点，达到无极分划的效果。

在一个实施例中，在第一次调校射击完成后，为进一步提高精准度，可能会进行第二次射击调校，具体包括以下步骤：

步骤1-5与上述实施例相同，再次将不再赘述；

6、进行第二次射击，发射第二颗子弹，在目标靶上获得第二弹着点，所述显示屏截取具有第一弹着点、第二弹着点的图像；

7、记录第二弹着点在平面坐标的横坐标及竖坐标的数值，例如为x₂、y₂，并调整光电瞄准系统显示屏的视场，横坐标方向移动-x₂；竖坐标方向移动-y₂，使得平面坐标的中心与第二弹着点重合；

8、完成调校

在一个实施例中，所述显示屏通过获得CPU核心板发送的指令信号，进行截取图像，所述内存卡缓存有多种型号、多种枪支射击子弹时候产生的振动参数，所述振动参数可能包括振动频率、振动幅度、振动时长，所述CPU核心板可能连接一获取振动参数的传感器，所述该传感器为已经技术种类的振动传感器，通过将获取的振动参数与内存卡缓存的振动参数进行匹配，若匹配成功了，则确认为射击振动，然后核心控制板向显示屏发送截屏指令信号，控制显示屏截屏。

本发明提供的调校方法，通过具体射击进行将分划与弹着点重合，实现了在当前环境下的准确校准与射击。

Claims (9)

1.一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，所述瞄准系统可方便地安装在各类枪械上，其特征在于，所述光电瞄准系统包括：

一视场获取单元，获取瞄准视场内的图像信息，所述视场获取单元为一体化摄像机，所述视场获取单元的镜头放大倍率可根据实际应用而进行选择性变化，所述一体化摄像机设置在光电瞄准系统的最前端，所述一体化摄像机前端配有UV镜和镜头盖，所述镜头盖可实现270度翻转，将壳体前端完全覆盖；

一显示单元，显示分划及视场获取单元获取的图像信息；

一瞄准电路单元，将视场获取单元的图像信息传送至显示单元，及对瞄准的精准预测，包括接口板及核心板，所述接口板与所述核心板连接，所述视场获取单元的视场驱动电路、测距单元中的测距控制电路、按键单元的按键控制电路及电池组件的电池控制电路均通过接口板连接在核心板上，所述显示单元的显示驱动电路连接在核心板上；所述核心板可通过接口板连接一内存卡，或直接连接一内存卡，所述内存卡内可存储信息，所述存储信息可被提供给核心板用于弹道方程的计算，所述内存卡也可以存储核心板发送的反馈信息，所述内存卡内设置有子弹信息数据库及两个弹道计算模型系统；用户可根据传感器的设置选择这两种弹道模型之一，所述弹道模型分别为外弹道六自由度刚度模型或低伸弹道模型；通过两种弹道模型实现观光电瞄准系统的精准定位；

所述核心板顶部内存卡槽边侧还设置有一USB接口，通过所述USB接口可将核心板的信息输出或对核心板内设置的软件程序进行升级优化；

一电源，对所述光电瞄准系统进行供电；

一测距单元，测量被瞄准目标到光电瞄准系统的距离信息；

所述壳体外侧还设置有一外接插口槽，所述外接插口槽置于壳体内侧的部分与所述按键控制板连接，所述外接插口槽置于壳体外侧的部分与外接线连接，所述外接线连接外接按键，用户通过所述外接按键控制在显示单元显示的观察区域中选择一个射击目标、或控制光电瞄准系统启动激光测距仪、或控制光电瞄准系统的摄像单元调整瞄准镜焦距。

2.根据权利要求1所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述光电瞄准系统包括一壳体，所述壳体整体为可拆卸结构，所述壳体内侧为一容纳空间，所述视场获取单元、显示单元、电源、测距单元及瞄准电路单元均设置在同一容纳空间内。

3.根据权利要求1所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述测距单元包括一信号发射端、一信号接收端；所述视场获取单元包括一光学图像获取端，所述信号发射端、信号接收端及光学图像获取端均设置在壳体前端处，所述显示单元设置在壳体后端处；

所述信号发射端与信号接收端对称分布于所述光学图像获取端；所述信号发射端及与信号接收端均凸出于光学图像获取端；所述信号发射端、信号接收端及光学图像获取端所组成的平面与所述光电瞄准系统的垂直面成一定角度；

所述信号发射端及与信号接收端位于光学图像获取端上端或下端。

4.根据权利要求1所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述瞄准电路单元还集成了传感器组合，所述组合中的传感器种类可根据用户的需要进行选择；

所述传感器包括加速度传感器、风速风向传感器、地磁传感器、温度传感器、气压传感器、湿度传感器中的全部或者几种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述光电瞄准系统还包括三个视场调节单元，一视场调节单元设置在显示单元上、一个视场调节单元设置壳体上，另一视场调节单元连接在壳体上；

所述设置在显示单元上的视场调节单元通过触摸显示屏实现对视场的调节，所述设置在壳体上的视场调节单元包括外置按键，所述连接在壳体上的视场调节单元包括一外接插口槽、一外接线及一或多个外接按键，所述外接按键均通过外接线连接在外接插口槽上；

所述外接线一端连接在外接插口槽上，另一端包括一个或多个端部分支，每一个端部分支连接一外接按键；

所述外接线上固定或滑动设置一固定卡件的一端，所述固定卡件的另一端固定在枪械上或其他固定处；

所述固定卡件为“U”型卡件。

6.根据权利要求1所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述显示单元上还显示辅助射击信息及工作指示信息，所述信息的种类和排列方式可以根据用户的需要进行设定；

所述辅助射击信息包括环境信息、距离信息及角度信息；

其中所述环境信息包括风速数据、温度数据、气压数据及磁场数据；所述角度信息包括高低角数据，及方位角数据；

所述工作指示信息包括电池电量信息、无线信号信息、剩余录制时间、倍率信息、切换键及菜单键。

7.根据权利要求6所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述光电瞄准系统还包括一无线传输模块，所述无线传输模块通过无线连接方式连接一外置设备，所述无线传输模块将显示屏上所显示的分划、图像及信息，同步显示到外置设备上；

所述无线连接方式为wifi连接或其它无线网络连接方式，所述外置设备为智能手机或其他智能终端设备。

8.根据权利要求7所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述外弹道六自由度刚度模型中输入的参数的量包括：

1)大气条件：风速风向、气温、气压、湿度；

2)射击位置：射击点的经纬度和高程坐标；

3)射击条件：子弹出口的初始速度大小和方向，其中方向用枪管的高低角和方位角表示；

4)弹目距离：通过所述测距单元获得；

5)子弹的数据：弹丸的质量，弹丸的截面积，弹丸质量偏心或转动惯量以及阻力系数，所述子弹的数据存储在所述子弹信息数据库中；

在所述低伸弹道模型中，在标准气象条件下，空气密度函数为1，音速为常数，阻力系数为弹速的函数，在此模型中弹丸在空气中的运动主要受到重力和空气阻力的影响。

9.一种光电瞄准系统的调校方法，应用上述权利要求1-8之一所述的一种方便调校的一体化精准光电瞄准系统，其特征在于，所述方法为：在完成初始准备后，进行手动调校和/或进行自动模拟调校；

所述自动模拟调校为通过上述的弹道模型之一，模拟出弹着点，并将分划与模拟出的弹着点重合；

所述手动调校包括以下步骤：

A)在视场获取单元的视场内设定一目标靶，通过测距单元测得光电瞄准系统到目标靶的距离；

B)在通过按键单元调取一平面坐标，将平面坐标加载在显示单元的显示屏上，应用坐标中心进行瞄准；

C)观察显示单元的视场，将坐标中心与视场内的目标靶对准；

D)对准重合后，发射第一颗子弹，在目标靶上获得第一弹着点，所述显示单元截取具有第一弹着点的图像；

E)记录第一弹着点在平面坐标的横坐标及竖坐标的数值，并根据坐标值调整光电瞄准系统显示屏的视场，使平面坐标的中心与第一弹着点重合；

F)完成手动调校。