CN105716524B - 一种激光多目标立靶测量装置和测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光多目标立靶测量装置和测量方法，该装置包括数套探测光幕单元和一台供电和信号处理单元，每套探测光幕单元由一个激光器、一个光电探测阵列和一个窄带滤光片对应组成，激光器与光电探测阵列一一对应构成若干个探测光幕面，若干个窄带滤光片位于若干个光电探测阵列靠近激光器的一侧；该方法为：通过对若干个光电探测阵列输出的弹丸投影的信号进行处理，识别出弹丸投影的位置，最后根据测量装置坐标测量模型求解弹丸着靶坐标。本发明的优点是：不需要高速相机，即可实现任意发弹丸同时着靶情况下坐标的测量；抗干扰能力强；测量原理简单；制作成本低；适用范围广，室内和室外都可以使用。

Description

一种激光多目标立靶测量装置和测量方法

技术领域

本发明属于靶场弹道参数测试技术领域，具体涉及一种激光多目标立靶测量装置和测量方法。

背景技术

在枪、炮、弹的研制和生产中，枪弹射击准确度和立靶密集度是需要经常测试的关键参数，通常情况下，射击密集度、立靶准确度等散布参数的测试是通过测量弹丸或破片等的着靶坐标，进一步采用数理统计方法，根据相应的公式计算而来的，所以，一般要测量武器的射击密集度等散布参数，首先要测量弹丸的着靶X和Y坐标。

新型武器系统的研制和生产对弹丸射击准确度和立靶密集度等散布参数测试提出新的挑战。特别是随着高射频转管武器系统、金属风暴式多管齐射武器以及破片杀伤式弹药等的不断发展，其散布参数测试当中，经常会遇到两发甚至多发弹丸同时着靶的情况，而现有的各种常用的测量设备，如声靶、半导体阵列光电立靶、多光幕交汇立靶和双线阵CCD交汇立靶，均只能测试同一时间单个弹丸着靶的情况，无法用于两个及以上弹丸同时着靶情况下的散布参数测量。在群破片、多管武器和高射频武器研制和测试当中，遇到的两个及以上弹丸同时着靶情况下的密集度和准确度参数测试的问题，是兵器参数测试行业公认的技术难题之一，至今尚未很好解决。

针对多发弹丸同时着靶的情况，国外有人提出采用摄影法对弹丸的散布参数进行测量，摄影法是在破片预定飞行轨道下方布置若干台高速摄影装置和X射线底片，在武器弹药激发后实时记录局部弹丸的影像，通过连续拍摄多幅照片进行比较和计算，最终从图像上判读出弹丸实际飞行速度和散布。当该方法用于两个及以上弹丸同时着靶的散布测试时，单个测量系统需要多台相机协同工作，这使得测量系统变得极为复杂，由于多个弹丸的像可能在CCD器件或胶片上重叠，系统无法对两个像区分，容易导致漏测，或由于灵敏度等原因，对于小口径弹丸也容易产生漏测的情况，且高速面阵CCD相机价格昂贵，需要依赖进口。日本2003年提出一种利用多台摄像机交汇测量的方法，该方法利用3台高速相机在同一个平面按照一定角度布置在弹丸飞行轨道的下方，在其相交的探测视场处构成测试平面。当有破片飞过时，3台相机按照一定的时间间隔(40～80μs)依次连续拍摄破片群的飞行姿态，最终通过对相邻两幅或多幅图片进行图像分析，可以定量的计算出预定区域弹丸的飞行速度和散布趋势，该方法同样存在灵敏度受环境影响较大，容易漏测，系统复杂，设备昂贵，依赖进口等缺点。

针对两发弹丸同时着靶的情况，西安工业大学倪晋平等人的文章《七光幕阵列测试双管武器立靶密集度方法研究》提出采用七个探测光幕阵列的方法对双管武器的弹丸着靶坐标进行测量，该方案采用七个光幕探测弹丸飞越预定区域的时刻信息，通过一定的逻辑关系判断并去除虚假的弹丸信号，但是该方案和算法复杂，特别是七个探测光幕的实现在实际工程中较为复杂。

现有的专利也提出一些2发或3发弹丸同时着靶的坐标测量方法，但都存在一定的问题，如专利“多管齐射武器弹丸速度与着靶坐标测量装置与测量方法”提出采用基于六光幕的测量原理，将每一个光幕细分成多个小光幕，实现对多发弹丸同时着靶情况下坐标的测量，该方法光幕组成复杂，工程实现困难，当两发弹丸同时着靶且着靶位置处于同一个光幕区间时，系统同样无法区分，最终导致无法测量。如专利“双管齐射武器弹丸飞行速度与着靶坐标测量方法与装置”提出采用八个探测光幕阵列的方法对双管武器的弹丸着靶坐标进行测量，该系统装置和算法复杂，实际工程较难实现。专利“用于2-3发弹丸同时着靶的坐标测量装置及测量方法”提出一种基于高速彩色线阵CCD相机配合一字线激光光源的测量装置和方法，该方案所采用的高速线阵彩色相机价格昂贵，依赖进口，所以使得系统的价格较为昂贵，且该方法不能用于4发及以上弹丸同时着靶的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种激光多目标立靶测量装置和测量方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种激光多目标立靶测量装置，包括数套探测光幕单元和一台供电和信号处理单元，每套探测光幕单元由一个激光器、一个光电探测阵列和一个窄带滤光片对应组成；所述若干个激光器均为扇形一字线激光器，所述若干个光电探测阵列设置于靶架顶部，所述若干个激光器与若干个光电探测阵列一一对应构成若干个探测光幕面，所述供电和信号处理单元分别与每套的激光器和光电探测阵列连接；所述若干个窄带滤光片位于若干个光电探测阵列靠近激光器的一侧；所述若干个激光器沿弹道方向依次排列在靶架的底面上,所述若干个激光器的连线与靶架底面的中轴线呈10～30度设置，所述若干个光电探测阵列与之对应设置用于接收来自激光器的光信号。

上述方案中，所述每个激光器的波长均不相同，每一套探测光幕单元所包含的窄带滤光片的透射波长和对应的激光器的发射波长相同。

本发明还提供一种激光多目标立靶的测量方法，该方法为：通过对若干个光电探测阵列输出的弹丸投影的信号进行处理，识别出弹丸投影的位置，最后根据测量装置坐标测量模型求解弹丸着靶坐标。

上述方案中，该方法具体通过以下步骤实现：

步骤1、以第1个激光器发光点和第N个激光器发光点的中点为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点在竖直方向上的距离为H，各激光器发光点的位置为已知值；

步骤2、实弹射击，当M发弹丸穿越探测光幕面时，每一个激光器通过M个弹丸在与激光器对应的光电探测阵列上留下M个投影，其中，M小于N；

步骤3、供电和信号处理单元识别出M个弹丸通过每个激光器在对应的光电探测阵列上留下的投影的位置坐标；

步骤4、分别连接每一个激光器发光点和与该激光器对应的弹丸投影点，形成N×M条直线，从弹丸射击方向看去，所有直线形成的交点中，同时有且仅有N条直线经过的交点为弹丸的弹着点；

步骤5、根据两条直线相交可确定一点的测量原理得到M发弹丸的弹着点坐标值；即得到M发弹丸着靶的弹着点坐标计算结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明不需要高速相机，即可以实现任意发弹丸同时着靶情况下坐标的测量，N个激光器可测量1个到N-1个弹丸着靶情况下坐标的测量；抗干扰能力强；测量原理简单；制作成本低；适用范围广，室内和室外都可以使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供一种激光多目标立靶测量装置的结构示意图；

图2a为图1的A向视图；

图2b为图1的B－B剖视图；

图3为本发明实施例提供两发弹丸同时穿过3个探测光幕的原理示意图；

图4a为本发明实施例提供两发弹丸同时穿过第一个探测光幕面的投影示意图；

图4b为本发明实施例提供两发弹丸同时穿过第二个探测光幕面的投影示意图；

图4c为本发明实施例提供两发弹丸同时穿过第三个探测光幕面的投影示意图；

图5为本发明实施例提供两发弹丸同时穿过三个探测光幕面的着靶坐标计算示意图；

图6为本发明另一实施例提供一种激光多目标立靶测量装置的结构示意图；

图7为图6的A向视图；

图8a为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中两发弹丸同时穿过第一个探测光幕面的投影示意图；

图8b为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中两发弹丸同时穿过第二个探测光幕面的投影示意图；

图8c为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中两发弹丸同时穿过第三个探测光幕面的投影示意图；

图8d为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中两发弹丸同时穿过第四个探测光幕面的投影示意图；

图8e为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中两发弹丸同时穿过第五个探测光幕面的投影示意图；

图9为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中两发弹丸同时穿过五个探测光幕面的着靶坐标计算示意图；

图10a为本发明实施例提供一一种激光多目标立靶的测量方法中三发弹丸同时穿过第一个探测光幕面的投影示意图；

图10b为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中三发弹丸同时穿过第二个探测光幕面的投影示意图；

图10c为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中三发弹丸同时穿过第三个探测光幕面的投影示意图；

图10d为本发明实施例提供一一种激光多目标立靶的测量方法中三发弹丸同时穿过第四个探测光幕面的投影示意图；

图10e为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中三发弹丸同时穿过第五个探测光幕面的投影示意图；

图11为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中三发弹丸同时穿过五个探测光幕面的着靶坐标计算示意图；

图12a为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中四发弹丸同时穿过第一个探测光幕面的投影示意图；

图12b为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中四发弹丸同时穿过第二个探测光幕面的投影示意图；

图12c为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中四发弹丸同时穿过第三个探测光幕面的投影示意图；

图12d为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中四发弹丸同时穿过第四个探测光幕面的投影示意图；

图12e为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中四发弹丸同时穿过第五个探测光幕面的投影示意图；

图13为本发明实施例提供一种激光多目标立靶的测量方法中四发弹丸同时穿过五个探测光幕面的着靶坐标计算示意图；

图中，1.第一激光器，2.第二激光器，3.第三激光器，4.第一光电探测阵列，5.第二光电探测阵列，6.第三光电探测阵列，7.第一窄带滤光片，8.第二窄带滤光片，9.第三窄带滤光片，10.供电与信号处理装置，11.第四激光器，12.第五激光器，13.第四光电探测阵列，14.第五光电探测阵列，15.第四窄带滤光片，16.第五窄带滤光片。

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说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种激光多目标立靶测量装置，包括数套探测光幕单元和一台供电和信号处理单元，每套探测光幕单元由一个激光器、一个光电探测阵列和一个窄带滤光片对应组成；所述若干个激光器均为扇形一字线激光器，所述若干个光电探测阵列设置于靶架顶部，所述若干个激光器与若干个光电探测阵列一一对应构成若干个探测光幕面，所述供电和信号处理单元分别与每套的激光器和光电探测阵列连接；所述若干个窄带滤光片位于若干个光电探测阵列靠近激光器的一侧。

参见图1和图2，所述若干个激光器从左到右，依次排列在靶架的底面上，若干个激光器的连线与靶架底面的中轴线呈10～30度设置，所述若干个光电探测阵列对应地排列在靶架的顶面上。

本发明实施例还提供一种激光多目标立靶的测量方法，该方法为：通过对若干个光电探测阵列输出的弹丸投影的信号进行处理，识别出弹丸投影的位置，最后根据测量装置坐标测量模型求解弹丸着靶坐标。

该方法具体以下步骤实现：

步骤1、以第1个激光器发光点和第N个激光器发光点的中点为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点在竖直方向上的距离为H，各激光器发光点的位置为已知值；

具体地，所述O点为若干个激光器发光点连线所成线段的中点。

步骤2、实弹射击，当M发弹丸穿越探测光幕面时，每一个激光器通过M个弹丸在与激光器对应的光电探测阵列上留下M个投影，其中，M小于N；

步骤3、供电和信号处理单元识别出M个弹丸通过每个激光器在对应的光电探测阵列上留下的投影的位置坐标；

步骤4、分别连接每一个激光器发光点和与该激光器对应的弹丸投影点，形成N×M条直线，从弹丸射击方向看去，所有直线形成的交点中，同时有且仅有N条直线经过的交点为弹丸的弹着点；

步骤5、根据两条直线相交可确定一点的测量原理得到M发弹丸的弹着点坐标值；即得到M发弹丸着靶的弹着点坐标计算结果。

实施例1

本发明实施例1提供一种用于弹丸着靶的坐标的测量装置，如图1、2所示，包括三个激光器(即第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3)，三个光电探测阵列(即第一光电探测阵列4、第二光电探测阵列5、第三光电探测阵列6)，三个窄带滤光片(即第一窄带滤光片7、第二窄带滤光片8、第三窄带滤光片9)，供电与信号处理单元10；三个激光器均是扇形一字线激光器，每一个激光器、一个光电探测阵列和一个窄带滤光片组成一套探测光幕单元，三个激光器、三个光电探测阵列和三个窄带滤光片组成三套探测光幕单元。

三个激光器的发光点高度一致，第一激光器1和第三激光器3相对于第二激光器2发光点B对称，第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3三个一字线激光器的发光平面相互平行，且设置于靶架的底面上，所述3个激光器的连线与靶架底面的中轴线夹角为15度设置，当弹丸穿越探测靶面时，依次穿过第一激光器1、第二激光器2和第三激光器3三个一字线激光器的发光平面；第一光电探测阵列4、第二光电探测阵列5、第三光电探测阵列6分别用于接收第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3三个一字线激光器发出的光线。第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3三个激光器的波长分别为635nm、650nm、670nm，第一窄带滤光片7、第二窄带滤光片8、第三窄带滤光片9分别位于第一光电探测阵列4、第二光电探测阵列5、第三光电探测阵列6靠近激光器的一侧，且第一窄带滤光片7、第二窄带滤光片8、第三窄带滤光片9三个窄带滤光片的中心透过波长分别为635nm、650nm、670nm，其透过波长分别和三个激光器的发光波长相对应，这样每一个光电探测阵列只能够接收和其对应的激光光源的光线，避免了三套探测光幕单元的光线相互干扰，以及三个光电探测阵列受到外部杂散光的干扰。

所述供电与信号处理单元10用于为三个激光器和三个光电探测阵列供电，并对三个光电探测阵列输出的信号进行处理，识别和计算得到弹丸投影中心位置对应的光电探测阵列的编号，进而确定弹丸投影中心位置。

如图3～5所示，利用图1和图2所述的装置进行的2发弹丸同时着靶情况下的坐标测量方法，通过对三个光电探测阵列输出的2发弹丸投影信号的处理，求解2发弹丸同时着靶时的弹丸着靶坐标，具体步骤如下：

步骤1、以第二激光器2的发光点B为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点B的距离为H，第一激光器1的发光点A位于坐标原点O的左侧，第三激光器3的发光点C位于坐标原点O的右侧，A的坐标为(X_A，0)，B的坐标为(0，0)，C的坐标为(X_C，0)。

步骤2、实弹射击，当2发弹丸同时穿越探测光幕面时，第一激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第一光电探测阵列4上留下投影A₁和A₂；第二激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第二光电探测阵列5上留下投影B₁和B₂；第三激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第三光电探测阵列6上留下投影C₁和C₂。

步骤3、供电和信号处理单元识别出两个弹丸通过三个激光器在三个光电探测阵列上留下的投影的位置A₁和A₂、B₁和B₂、C₁和C₂。

步骤4、分别连接点A和A₁、点A和A₂、点B和B₁、点B和B₂、点C和C₁、点C和C₂，形成六条直线AA₁、AA₂、BB₁、BB₂、CC₁、CC₂，六条直线相互形成的所有交点中，每一个交点最多只有三条直线经过，同时只有三条直线经过的交点才是弹着点。

步骤5、弹着点P₁和P₂的坐标分别为：

即得到2发弹丸同时着靶的弹着点P₁和P₂坐标计算结果。

实施例2

本发明实施例2提供一种激光多目标立靶测量装置，包括五个激光器(即第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第四激光器11、第五激光器12)，五个光电探测阵列(即第一光电探测阵列4、第二光电探测阵列5、第三光电探测阵列6、第四光电探测阵列13、第五光电探测阵列14)，五个窄带滤光片(即第一窄带滤光片7、第二窄带滤光片8、第三窄带滤光片9、第四窄带滤光片15、第五窄带滤光片16)，供电与信号处理单元10。五个激光器均是扇形一字线激光器，每一个激光器、一个光电探测阵列和一个窄带滤光片组成一套探测光幕单元，五个激光器、五个光电探测阵列和五个窄带滤光片组成五套探测光幕单元。

五个激光器的发光点高度一致，第一激光器1和第五激光器12相对于第三激光器3发光点C对称，第二激光器2和第四激光器11同样相对于第三激光器3发光点C对称，第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第四激光器11和第五激光器12五个一字线激光器的发光平面相互平行，且设置在靶架的底面上，5个激光器的连线与靶架底面的中轴线夹角为15角设置。当弹丸穿越探测靶面时，依次穿过第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第四激光器11和第五激光器12五个一字线激光器的发光光幕。第一光电探测阵列4、第二光电探测阵列5、第三光电探测阵列6、第四光电探测阵列13、第五光电探测阵列14分别用于接收第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第四激光器11和第五激光器12五个一字线激光器发出的光线。第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第四激光器11和第五激光器12五个激光器的波长分别为635nm、650nm、670nm、780nm和980nm，第一窄带滤光片7、第二窄带滤光片8、第三窄带滤光片9、第四窄带滤光片15、第五窄带滤光片16分别位于第一光电探测阵列4、第二光电探测阵列5、第三光电探测阵列6、第四光电探测阵列13、第五光电探测阵列14五个光电探测阵列的靠近激光器一侧，且第一窄带滤光片7、第二窄带滤光片8、第三窄带滤光片9、第四窄带滤光片15、第五窄带滤光片16五个窄带滤光片的中心透过波长分别为635nm、650nm、670nm、780nm和980nm，其透过波长分别和五个激光器的发光波长相对应，这样每一个光电探测阵列只能够接收和其对应的激光光源的光线，避免了五套探测光幕单元的光线相互干扰，以及五个光电探测阵列受到外部杂散光的干扰。

供电与信号处理单元10用于为五个激光器和五个光电探测阵列供电，并对五个光电探测阵列输出的信号进行处理，识别和计算得到弹丸投影中心位置对应的光电探测阵列的编号，进而确定弹丸投影中心位置。

如图8～9所示，利用图6和图7所述的装置进行的2发弹丸同时着靶情况下的坐标测量方法是，通过对五个光电探测阵列输出的2发弹丸投影信号的处理，求解2发弹丸同时着靶时的坐标，具体步骤如下：

步骤1、以第三激光器3的发光点C为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点C的竖直距离为H，第一激光器1和第二激光器2的发光点A和B位于坐标原点O的左侧，第四激光器11和第五激光器12的发光点D和E位于坐标原点O的右侧，A的坐标为(X_A，0)，B的坐标为(X_B，0)，C的坐标为(0，0)，D的坐标为(X_D，0)；E的坐标为(X_E，0)。

步骤2、实弹射击，当2发弹丸同时穿越探测光幕面时，第一激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第一光电探测阵列4上留下投影A₁和A₂；第二激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第二光电探测阵列5上留下投影B₁和B₂；第三激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第三光电探测阵列6上留下投影C₁和C₂；第四激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第四光电探测阵列13上留下投影D₁和D₂；第五激光器通过两个弹丸P₁和P₂在第五光电探测阵列14上留下投影E₁和E₂；

步骤3、供电和信号处理单元识别出两个弹丸通过五个激光器在五个光电探测阵列上留下的投影的位置A₁和A₂、B₁和B₂、C₁和C₂、D₂和D₂、E₁和E₂。

步骤4、分别连接点A和A₁、点A和A₂、点B和B₁、点B和B₂、点C和C₁、点C和C₂、点D和D₁、点D和D₂、点E和E₁、点E和E₂，形成十条直线AA₁、AA₂、BB₁、BB₂、CC₁、CC₂、DD₁、DD₂、EE₁、EE₂，10条直线相互形成的所有交点中，每一个交点最多只有五条直线经过，同时只有五条直线经过的交点才是弹着点。

步骤5、弹着点P₁和P₂的坐标分别为：

即得到2发弹丸同时着靶的弹着点P₁和P₂坐标计算结果。

如图10～11，利用图6和图7所述的装置进行的3发弹丸同时着靶情况下的坐标测量方法是，通过对五个光电探测阵列输出的3发弹丸投影信号的处理，求解3发弹丸同时着靶时的坐标，具体步骤如下：

步骤1、以第三激光器3的发光点C为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点C的竖直距离为H，第一激光器1和第二激光器2的发光点A和B位于坐标原点O的左侧，第四激光器11和第五激光器12的发光点D和E位于坐标原点O的右侧，A的坐标为(X_A，0)，B的坐标为(X_B，0)，C的坐标为(0，0)，D的坐标为(X_D，0)；E的坐标为(X_E，0)。

步骤2、实弹射击，当3发弹丸同时穿越探测光幕面时，第一激光器通过3发弹丸P₁、P₂和P₃在第一光电探测阵列4上留下投影A₁、A₂和A₃；第二激光器通过3发弹丸P₁、P₂和P₃在第二光电探测阵列5上留下投影B₁、B₂和B₃；第三激光器通过3发弹丸P₁、P₂和P₃在第三光电探测阵列6上留下投影C₁、C₂和C₃；第四激光器通过3发弹丸P₁、P₂和P₃在第四光电探测阵列13上留下投影D₁、D₂和D₃；第五激光器通过3发弹丸P₁、P₂和P₃在第五光电探测阵列14上留下投影E₁、E₂和E₃；

步骤3、供电和信号处理单元识别出3发弹丸通过五个激光器在五个光电探测阵列上留下的投影的位置A₁、A₂、A₃、B₁、B₂、B₃、C₁、C₂、C₃、D₁、D₂、D₃、E₁、E₂、E₃。

步骤4、分别连接点A和A₁、点A和A₂、点A和A₃、点B和B₁、点B和B₂、点B和B₃、点C和C₁、点C和C₂、点C和C₃、点D和D₁、点D和D₂、点D和D₃、点E和E₁、点E和E₂、点E和E₃，形成15条直线AA₁、AA₂、AA₃、BB₁、BB₂、BB₃、CC₁、CC₂、CC₃、DD₁、DD₂、DD₃、EE₁、EE₂、EE₃，15条直线相互形成的所有交点中，每一个交点最多只有五条直线经过，同时只有五条直线经过的交点才是弹着点。

步骤5、弹着点P₁、P₂和P₃的坐标分别为：

即得到3发弹丸同时着靶的弹着点P₁、P₂和P₃坐标计算结果。

如图12～13所示，利用图6和图7所述的装置进行的4发弹丸同时着靶情况下的坐标测量方法是，通过对五个光电探测阵列输出的4发弹丸投影信号的处理，求解4发弹丸同时着靶时的坐标，具体步骤如下：

步骤1、以第三激光器3的发光点C为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点C的竖直距离为H，第一激光器1和第二激光器2的发光点A和B位于坐标原点O的左侧，第四激光器11和第五激光器12的发光点D和E位于坐标原点O的右侧，A的坐标为(X_A，0)，B的坐标为(X_B，0)，C的坐标为(0，0)，D的坐标为(X_D，0)；E的坐标为(X_E，0)。

步骤2、实弹射击，当4发弹丸同时穿越探测光幕面时，第一激光器通过4发弹丸P₁、P₂、P₃和P₄在第一光电探测阵列4上留下投影A₁、A₂、A₃和A₄；第二激光器通过4发弹丸P₁、P₂、P₃和P₄在第二光电探测阵列5上留下投影B₁、B₂、B₃和B₄；第三激光器通过4发弹丸P₁、P₂、P₃和P₄在第三光电探测阵列6上留下投影C₁、C₂、C₃和C₄；第四激光器通过4发弹丸P₁、P₂、P₃和P₄在第四光电探测阵列13上留下投影D₁、D₂、D₃和D₄；第五激光器通过4发弹丸P₁、P₂、P₃和P₄在第五光电探测阵列14上留下投影E₁、E₂、E₃和E₄；

步骤3、供电和信号处理单元识别出两个弹丸通过五个激光器在五个光电探测阵列上留下的投影的位置A₁、A₂、A₃、A₄、B₁、B₂、B₃、B₄、C₁、C₂、C₃、C₄、D₁、D₂、D₃、D₄、E₁、E₂、E₃、E₄。

步骤4、分别连接点A和A₁、点A和A₂、点A和A₃、点A和A₄、点B和B₁、点B和B₂、点B和B₃、点B和B₄、点C和C₁、点C和C₂、点C和C₃、点C和C₄、点D和D₁、点D和D₂、点D和D₃、点D和D₄、点E和E₁、点E和E₂、点E和E₃、点E和E₄，形成20条直线AA₁、AA₂、AA₃、AA₄、BB₁、BB₂、BB₃、BB₄、CC₁、CC₂、CC₃、CC₄、DD₁、DD₂、DD₃、DD₄、EE₁、EE₂、EE₃、EE₄，20条直线相互形成的所有交点中，每一个交点最多只有五条直线经过，同时只有五条直线经过的交点才是弹着点。

步骤5、弹着点P₁、P₂、P₃和P₄的坐标分别为：

即得到4发弹丸同时着靶的弹着点P₁、P₂、P₃和P₄坐标计算结果。

本发明实施例1和实施例2提供的装置也能够精确测量单发弹丸着靶的坐标。

同时，若将本发明的探测光幕单元由五套增加至六套，便可完成5发弹丸同时着靶情况下的坐标测量；若将本发明的探测光幕单元增加至七套时，便可完成6发弹丸同时着靶情况下的坐标测量；依次类推，若将本发明的探测光幕单元增加至N套时，便可完成N-1发弹丸同时着靶情况下的坐标测量。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种激光多目标立靶测量装置，其特征在于：包括数套探测光幕单元和一台供电和信号处理单元，每套探测光幕单元由一个激光器、一个光电探测阵列和一个窄带滤光片对应组成；所述若干个激光器均为扇形一字线激光器，所述若干个光电探测阵列设置于靶架顶部，所述若干个激光器与若干个光电探测阵列一一对应构成若干个探测光幕面，所述供电和信号处理单元分别与每套的激光器和光电探测阵列连接；所述若干个窄带滤光片位于若干个光电探测阵列靠近激光器的一侧；所述若干个激光器沿弹道方向依次排列在靶架的底面上,所述若干个激光器的连线与靶架底面的中轴线呈10～30 度设置，所述若干个光电探测阵列与之对应设置用于接收来自激光器的光信号；

所述每个激光器的波长均不相同，每一套探测光幕单元所包含的窄带滤光片的透射波长和对应的激光器的发射波长相同。

2.如权利要求1所述的一种激光多目标立靶测量装置的测量方法，其特征在于，该方法为：通过对若干个光电探测阵列输出的弹丸投影的信号进行处理，识别出弹丸投影的位置，最后根据测量装置坐标测量模型求解弹丸着靶坐标；

该方法具体通过以下步骤实现：

步骤1、以第1 个激光器发光点和第N 个激光器发光点的中点为原点建立平面坐标系XOY，光电探测阵列和激光器发光点在竖直方向上的距离为H，各激光器发光点的位置为已知值；

步骤2、实弹射击，当M 发弹丸穿越探测光幕面时，每一个激光器通过M个弹丸在与激光器对应的光电探测阵列上留下M 个投影，其中，M 小于N；

步骤3、供电和信号处理单元识别出M 个弹丸通过每个激光器在对应的光电探测阵列上留下的投影的位置坐标；

步骤4、分别连接每一个激光器发光点和与该激光器对应的弹丸投影点，形成N×M 条直线，从弹丸射击方向看去，所有直线形成的交点中，同时有且仅有N 条直线经过的交点为弹丸的弹着点；

步骤5、根据两条直线相交可确定一点的测量原理得到M 发弹丸的弹着点坐标值；即得到M 发弹丸着靶的弹着点坐标计算结果。