CN106871729A - 高精密射击数显系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能即时获得射击过程的各种参数并可视化射击结果和射击者姿势信息的高精密射击数显系统。本发明包括发射系统、接收系统及平板数显系统，在所述接收系统上设置有标靶板（1），所述标靶板（1）接收来自所述发射系统击发的信号，经过信号处理后，所述接收系统将处理后精度达到±0.05环的信号发送至所述平板数显系统上，所述平板数显系统对接收到的信号进行可视化显示。本发明可应用于专业射击器械、军队士兵射击器械、在校学生射击器械和面向大众射击器械的领域。

Description

高精密射击数显系统

技术领域

本发明涉及射击器械领域，尤其涉及一种高精密射击数显系统。

背景技术

当今社会，我国政府为了保障人民群众的生命财产安全，对枪支及仿真枪的购买、使用、运输等实行了严格的限制。另一方面，当前国防教育与反恐防暴形势的需要，解决训练用枪与治安控枪的矛盾，在帮助社会加强枪支安全管控的同时，推动全民国防素质教育与射击运动的普及发展和射击运动进校园普及发展，再为培养运动员的击发习惯，需对基础射击运动员进行空枪训练，传统的长时间停训和空枪动作训练效果很难把握，而且，传统的电子射击报靶系统费用昂贵，且粗大笨重而且只能用在真枪范围内，可移动性较差，受到国家真枪管控，无法做到全面普及。如能设计一种能够获得射击者在进行安全模拟无弹射击时的射击姿势、扳机压力、射击时的身体晃动轨迹以及重心变化等信息并即时清楚地显示给教练及射击者的话，则能对在射击训练时出现的各种问题进行科学的分析和针对性的调整，很好地解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能即时获得射击过程的各种参数并可视化射击结果和射击者姿势信息的高精密射击数显系统。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括发射系统、接收系统及平板数显系统，在所述接收系统上设置有标靶板，所述标靶板接收来自所述发射系统击发的信号，经过信号处理后，所述接收系统将处理后精度达到±0.05环（注：±0.05环的精度是按照光点打到标靶板上光斑识别精度的公差）的信号发送至所述平板数显系统上，所述平板数显系统对接收到的信号进行可视化显示。

上述方案可见，利用发射系统、接收系统及平板数显系统的配合，通过激光射击标靶板仿真模拟真枪射击，实现无弹射击；发射系统同时获取射击者的心率数据及扣动扳机时的压力值，并将这些数据转换成数字信号发送到接收系统，接收系统将接收到的信息及标靶板捕获的射击位置信息经过处理后，一同发送到所述平板数显系统上进行显示，显示的信息包括发射系统的瞄准轨迹、发射系统上的扳机压力变化情况、标靶板上的射击点位置的情况、历史射击记录以及射击成绩信息显示，以向射击者提供射击时的各种参数，为后续的姿势调整等提供参考，其结构简单，成本低，便于移动，为射击者进行姿势调整等提供精确的数据建议。

进一步地，所述发射系统包括带有扳机的无屏蔽枪身壳体，在所述无屏蔽枪身壳体内设置有发射系统CPU、激光信号发射装置、发射系统电源、扳机压力传感器、心率传感器、击发感应器、发射蓝牙装置以及瞄准器，所述激光信号发射装置位于所述无屏蔽枪身壳体的前端，所述扳机压力传感器设置在所述扳机的上方，所述击发感应器的一端与所述扳机相连接，另一端与所述发射系统CPU相连接，所述瞄准器设置在所述无屏蔽枪身壳体的上部，所述激光信号发射装置、所述扳机压力传感器、所述心率传感器、所述发射蓝牙装置及所述击发感应器均与所述发射系统CPU相连接，所述发射系统电源分别向所述发射系统CPU、所述激光信号发射装置、所述扳机压力传感器、所述心率传感器及所述击发感应器供电。

上述方案可见，通过激光信号发射装置向接收系统发射激光信号，通过心率传感器获得射击者射击时的实时心率信息，再通过与发射系统CPU及心率传感器均连接的心率数据处理模块对心率信息处理并上传至发射系统CPU中；利用电流和压力感应阀值调整扳机引力，通过扳机压力传感器获得扳机受到的压力值，根据不同的压力值分为“空闲状态”、“一道火状态”和“二道火状态”，其中“空闲状态”是指扳机未受到外力压迫，“一道火状态”是指扳机被压下但未击发状态，“二道火状态”是指扳机处于被击发的状态；本发明利用扳机压力传感器当前受到的压力值，判断扳机当前处于何种状态，进而确认是否击发激光信号发射装置发射激光信号，其结构紧凑，控制精准，能够准确反应射击者是否扣动扳机，且反应速度极快，仿真度极高；通过所述发射蓝牙装置将扳机压力、射击者的心率数据等发送给所述接收系统中。

再进一步地，在所述发射系统内还设置有陀螺仪装置，所述陀螺仪装置将所述发射系统在最近5s内的晃动轨迹及所述扳机击发的前后情况通过所述激光信号发射装置发送至所述接收系统中，所述接收系统经过处理后继续将该信号发送至所述平板数显系统上进行轨迹及压力值可视化显示。

上述方案可见，通过设置陀螺仪装置，能够捕抓到发射系统在一定时间内的晃动轨迹，获得射击者在射击瞬间的姿势，并最终保存在所述平板数显系统内的存储装置中，为后续的回看纠错提供影像依据及查看记录，给查看者一个更加直观的感觉以及更加深刻的印象。

再次进一步地，所述标靶板为17×17cm规格的感光板。本发明以17×17cm的感光板作为标靶板，其可针对不同规格的射击项目而在标靶板上粘贴相应规格的靶纸，其适应性广。

又进一步地，所述接收系统还包括接收系统CPU、光电信号接收器以及接收蓝牙装置，所述光电信号接收器接收来自所述激光信号发射装置发送的激光信号并上传至所述接收系统CPU，所述接收系统CPU对接收到的信号进行处理，获得所述发射系统击发的激光信号在所述标靶板上的位置、扳机压力信息及发射者的实时心率并通过所述接收蓝牙装置发送至所述平板数显系统进行可视化显示。

上述方案可见，通过标靶板、接收系统CPU、光电信号接收器以及接收蓝牙装置的设置，通过光电信号接收器将接收到的信号传输给接收系统CPU，保证能够精确地将光学信号转化为对应的电信号；通过接收系统CPU解析接收到的信号，转化为对应标靶板上被击中的位置，同时，通过接收蓝牙装置实时获取射击者的心率等数据并传输到所述平板数显系统进行保存，为后续的射击姿势调整保留记录。

再又进一步地，所述平板数显系统包括液晶显示屏、显示系统CPU、存储装置及显示蓝牙装置，所述液晶显示屏、所述存储装置及所述显示蓝牙装置均与所述显示系统CPU连接，所述显示蓝牙装置接收所述接收蓝牙装置发送来的信号，经过所述显示系统CPU的处理并在所述液晶显示屏上进行可视化显示，所述存储装置将所述显示蓝牙装置每次接收到的信息进行保存。

上述方案可见，所述显示系统CPU对接收系统发送来的标靶板击中的数据，并以图表的形式及贝塞尔曲线绘制于所述液晶显示屏上，实时精确地描绘所述发射系统的晃动轨迹及扳机的压力变化情况并记录，这大大地方便了射击者的回看调整；另外，也记录射击的瞄准轨迹，判断击中所述标靶板的环数及整体的瞄准运动方向并显示在所述液晶显示屏上；此外，也记录每次所述发射系统的射击情况，同时总和某场射击比赛或训练所述激光信号发射装置击中所述标靶板的环数，并呈现于所述液晶显示屏上，这大大地方便了射击者查看某场比赛或训练的数据，据此更好地找到自己的弱点，在后续的训练更加有针对性的进行调整，以期更快地提升射击成绩。

再更进一步地，所述高精密射击数显系统还包括重心测量系统，所述重心测量系统包括踏板、分布设置在所述踏板下侧的若干重心压力传感器、重心系统CPU以及重心蓝牙装置，若干所述重心压力传感器和所述重心蓝牙装置均与所述重心系统CPU连接，所述重心蓝牙装置将所述重心压力传感器检测到的压力数据发送至所述接收系统，所述接收系统对接收到的信息处理后，发送至平板数显系统进行可视化显示。

上述方案可见，重心测量系统的引入，能够获取来自分布于所述踏板上的固定位置的重心压力传感器的数据，并获得射击者的重心偏移方向及偏移程度，再通过所述平板数显系统显示出来，精确地得出射击姿势对射击成绩的影响，为后续的调整提供准确的对比。

另外，所述无屏蔽枪身壳体上还设置有模拟枪托握把，所述心率传感器设置在所述扳机的内部。

上述方案可见，模拟枪托握把的设置，进一步提升了发射系统的仿真程度。

进一步地，在所述无屏蔽枪身壳体的表面上还设置有显示屏装置，所述显示屏装置与所述发射系统CPU相连接。

上述方案可见，通过显示屏装置的设置，在显示屏装置可以显示当前电源的电压和电量、扳机的击发次数、当前扳机的压力、发射系统当前的工作状态及发射系统的序列号和固件版本等信息，供射击者查看。

再进一步地，在所述无屏蔽枪身壳体内还设置有配重物。

上述方案可见，通过设置配重物，使得发射系统的整重与实际射击用枪的重量一致，使得仿真效果更好。

附图说明

图1是本发明的第一种简易结构示意图；

图2是本发明的第二种简易结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括发射系统、接收系统、平板数显系统及重心测量系统，在所述接收系统上设置有标靶板1，所述标靶板1为17×17cm规格的感光板。所述标靶板1接收来自所述发射系统击发的信号，经过信号处理后，所述接收系统将处理后精度达到±0.05环（注：±0.05环的精度是按照光点打到标靶板上光斑识别精度的公差）的信号发送至所述平板数显系统上，所述平板数显系统对接收到的信号进行可视化显示。

在本发明中，所述发射系统的形状为如图1所示的手枪型或如图2所示的步枪型，当然，也可根据需要设置成其它枪支类型，以适应不同射击项目的训练。所述发射系统包括带有扳机2的无屏蔽枪身壳体3，在所述无屏蔽枪身壳体3内设置有发射系统CPU4、激光信号发射装置5、发射系统电源6、扳机压力传感器7、心率传感器8、击发感应器9、发射蓝牙装置、瞄准器10以及心率数据处理模块25。所述心率数据处理模块25获取心率传感器8感应到的信息，并将处理后的心率信息上传至所述发射系统CPU4中。所述无屏蔽枪身壳体3上还设置有模拟枪托握把22，所述心率传感器8设置在所述扳机2的内部。在所述无屏蔽枪身壳体3的表面上还设置有显示屏装置23，所述显示屏装置23与所述发射系统CPU4相连接，所述显示屏装置23为LED显示屏，用于显示当前电池电压和电量、所述激光信号发射装置5一共击发的次数、当前扳机压力、所述激光信号发射装置5当前的工作状态（训练模式或者比赛模式）、所述激光信号发射装置5的序列号和固件版本等信息。在所述无屏蔽枪身壳体3内还设置有配重物24。所述激光信号发射装置5位于所述无屏蔽枪身壳体3的前端，所述扳机压力传感器7设置在所述扳机2的上方，所述击发感应器9的一端与所述扳机2相连接，另一端与所述发射系统CPU4相连接，所述瞄准器10设置在所述无屏蔽枪身壳体3的上部，所述激光信号发射装置5、所述扳机压力传感器7、所述心率传感器8、所述发射蓝牙装置及所述击发感应器9均与所述发射系统CPU4相连接，所述发射系统电源6分别向所述发射系统CPU4、所述激光信号发射装置5、所述扳机压力传感器7、所述心率传感器8、所述发射蓝牙装置及所述击发感应器9供电。在所述发射系统内还设置有陀螺仪装置，所述陀螺仪装置将所述发射系统在最近5s内的晃动轨迹及所述扳机2击发的前后情况通过所述激光信号发射装置5发送至所述接收系统中，所述接收系统经过处理后继续将该信号发送至所述平板数显系统上进行轨迹及压力值可视化显示。

所述接收系统还包括接收系统CPU11、光电信号接收器12以及接收蓝牙装置13，所述光电信号接收器12接收来自所述激光信号发射装置5发送的激光信号并上传至所述接收系统CPU11，所述接收系统CPU11对接收到的信号进行处理，获得所述发射系统击发的激光信号在所述标靶板1上的位置、扳机压力信息及发射者的实时心率并通过所述接收蓝牙装置13发送至所述平板数显系统进行可视化显示。

所述平板数显系统包括液晶显示屏14、显示系统CPU15、存储装置16及显示蓝牙装置17，所述液晶显示屏14、所述存储装置16及所述显示蓝牙装置17均与所述显示系统CPU15连接，所述显示蓝牙装置17接收所述接收蓝牙装置13发送来的信号，经过所述显示系统CPU15的处理并在所述液晶显示屏14上进行可视化显示，所述存储装置16将所述显示蓝牙装置17每次接收到的信息进行保存。

所述重心测量系统包括踏板18、分布设置在所述踏板18下侧的若干重心压力传感器19、重心系统CPU20以及重心蓝牙装置21，若干所述重心压力传感器19和所述重心蓝牙装置21均与所述重心系统CPU20连接，所述重心蓝牙装置21将所述重心压力传感器19检测到的压力数据发送至所述接收系统，所述接收系统对接收到的信息处理后，发送至平板数显系统进行可视化显示。本发明中，所述发射系统CPU4、所述接收系统CPU11和所述显示系统CPU15均为单片机。

射击者对扳机2施以压力时，位于扳机2上方的扳机压力传感器将压力模拟信号转化为电信号，同时，内嵌于扳机内的心率传感器也将获得的模拟信号转化为电信号。所述发射系统CPU4通过收到来自这两个传感器发送的电信号后，发送指令给激光信号发射装置5，通知其发射激光信号。同时，将解析得到的数据，如扳机是否击发、扳机压力值的大小、变化程度以及心率等信息通过发射蓝牙装置发送对应的信息给所述接收系统。

分布于所述踏板指定位置的重心压力传感器19将受到压力时产生模拟信号转化为电信号并发送给重心系统CPU20，重心系统CPU20将电信号进一步获得射击者的重心偏移方向以及偏移程度。

所述接收系统上的标靶板将接收到的激光信号转化为电信号并将其发送给接收系统CPU11。接收系统CPU11接收到电信号后对其解析，获得激光点在标靶板上的位置；此外，所述接收系统还通过接收蓝牙装置13接收所述发射系统发送的扳机击发状态、扳机压力值、射击者心率、射击激光点在标靶板的位置，所述发射系统的扳机击发状态和压力值、心率以及重心测量系统发送的重心偏移方向、偏移程度等信息打包编码通过低功耗接收蓝牙装置13发送给平板数显系统。

所述平板数显系统通过低功耗显示蓝牙装置17接收并解析得到光电发射器的扳机压力值、击发状态、电源电量、标靶板的环数、所述发射系统的电量、所述接收系统的电池电量。采用图表技术及贝塞尔曲线绘制近五秒内所述发射系统的瞄准晃动轨迹，扳机击发前三秒、击发后一秒的扳机压力变化曲线图以及心率变化曲线图。

总之，本发明采用不同的技术原理和全新结构布局，既能优化硬件平台建设，又能扩大多种模拟射击技术发展，并能大幅提升软硬件系统运行的稳定性；还能简化零部件结构，提高标准化和通用性，达到节省加工成本，方便生产安装调试的效果。

本发明成本低，能即时获得射击过程的各种参数并可视化射击结果和射击者姿势信息，这大大地方便了射击者查看某场比赛或训练的数据，据此更好地找到自己的弱点，在后续的训练更加有针对性的进行调整，以期更快地提升射击成绩。

本发明可应用于运动员射击器械、军队士兵射击器械、在校学生射击器械和面向大众射击器械的领域。

Claims (10)

1.一种高精密射击数显系统，其特征在于：它包括发射系统、接收系统及平板数显系统，在所述接收系统上设置有标靶板（1），所述标靶板（1）接收来自所述发射系统击发的信号，经过信号处理后，所述接收系统将处理后精度达到±0.05环的信号发送至所述平板数显系统上，所述平板数显系统对接收到的信号进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的高精密射击数显系统，其特征在于：所述发射系统包括带有扳机（2）的无屏蔽枪身壳体（3），在所述无屏蔽枪身壳体（3）内设置有发射系统CPU（4）、激光信号发射装置（5）、发射系统电源（6）、扳机压力传感器（7）、心率传感器（8）、击发感应器（9）、发射蓝牙装置以及瞄准器（10），所述激光信号发射装置（5）位于所述无屏蔽枪身壳体（3）的前端，所述扳机压力传感器（7）设置在所述扳机（2）的上方，所述击发感应器（9）的一端与所述扳机（2）相连接，另一端与所述发射系统CPU（4）相连接，所述瞄准器（10）设置在所述无屏蔽枪身壳体（3）的上部，所述激光信号发射装置（5）、所述扳机压力传感器（7）、所述心率传感器（8）、所述发射蓝牙装置及所述击发感应器（9）均与所述发射系统CPU（4）相连接，所述发射系统电源（6）分别向所述发射系统CPU（4）、所述激光信号发射装置（5）、所述扳机压力传感器（7）、所述心率传感器（8）、所述发射蓝牙装置及所述击发感应器（9）供电。

3.根据权利要求2所述的高精密射击数显系统，其特征在于：在所述发射系统内还设置有陀螺仪装置，所述陀螺仪装置将所述发射系统在最近5s内的晃动轨迹及所述扳机（2）击发的前后情况通过所述激光信号发射装置（5）发送至所述接收系统中，所述接收系统经过处理后继续将该信号发送至所述平板数显系统上进行轨迹及压力值可视化显示。

4.根据权利要求1所述的高精密射击数显系统，其特征在于：所述标靶板（1）为17×17cm规格的感光板。

5.根据权利要求2所述的高精密射击数显系统，其特征在于：所述接收系统还包括接收系统CPU（11）、光电信号接收器（12）以及接收蓝牙装置（13），所述光电信号接收器（12）接收来自所述激光信号发射装置（5）发送的激光信号并上传至所述接收系统CPU（11），所述接收系统CPU（11）对接收到的信号进行处理，获得所述发射系统击发的激光信号在所述标靶板（1）上的位置、扳机压力信息及发射者的实时心率并通过所述接收蓝牙装置（13）发送至所述平板数显系统进行可视化显示。

6.根据权利要求5所述的高精密射击数显系统，其特征在于：所述平板数显系统包括液晶显示屏（14）、显示系统CPU（15）、存储装置（16）及显示蓝牙装置（17），所述液晶显示屏（14）、所述存储装置（16）及所述显示蓝牙装置（17）均与所述显示系统CPU（15）连接，所述显示蓝牙装置（17）接收所述接收蓝牙装置（13）发送来的信号，经过所述显示系统CPU（15）的处理并在所述液晶显示屏（14）上进行可视化显示，所述存储装置（16）将所述显示蓝牙装置（17）每次接收到的信息进行保存。

7.根据权利要求1至6任一项所述的高精密射击数显系统，其特征在于：所述高精密射击数显系统还包括重心测量系统，所述重心测量系统包括踏板（18）、分布设置在所述踏板（18）下侧的若干重心压力传感器（19）、重心系统CPU（20）以及重心蓝牙装置（21），若干所述重心压力传感器（19）和所述重心蓝牙装置（21）均与所述重心系统CPU（20）连接，所述重心蓝牙装置（21）将所述重心压力传感器（19）检测到的压力数据发送至所述接收系统，所述接收系统对接收到的信息处理后，发送至平板数显系统进行可视化显示。

8.根据权利要求2所述的高精密射击数显系统，其特征在于：所述无屏蔽枪身壳体（3）上还设置有模拟枪托握把（22），所述心率传感器（8）设置在所述扳机（2）的内部。

9.根据权利要求2所述的高精密射击数显系统，其特征在于：在所述无屏蔽枪身壳体（3）的表面上还设置有显示屏装置（23），所述显示屏装置（23）与所述发射系统CPU（4）相连接。

10.根据权利要求9所述的高精密射击数显系统，其特征在于：在所述无屏蔽枪身壳体（3）内还设置有配重物（24）。