CN109539893A - 一种自动报靶装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动报靶装置，包括靶框、扇形激光光源、光敏器件组件和数据处理电路，激光光源和光敏器件组件分别与数据处理电路电性连接，光敏器件组件包括n行m列的光敏器件单元，同列的光敏器件单元阵列排布，相邻两列的光敏器件单元阶梯式错位排布，激光光源包括m个并排设置的激光器单元，每一激光器单元与一列光敏器件单元组成一个光幕平面，激光光源和光敏器件组件分别设置有至少两组，每组对应的激光光源和光敏器件组件分别设置在靶框的相对两侧，激光光源和光敏器件组件组成XY坐标平面。本发明设置有m列光敏器件单元，同列的光敏器件单元阵列分布，相邻两列的光敏器件单元阶梯式错位分布，可以提高光敏器件组件的分辨率。

Description

一种自动报靶装置

技术领域

本发明涉及体育器材技术领域，具体涉及一种自动报靶装置。

背景技术

在军事和体育运动中，射击训练必不可少。在传统的训练和比赛中，示靶、检靶、报靶、竞技成绩的记录统计主要靠人工来完成。人工报靶方法工作量大、效率低下、可靠性差，并存在较大的安全隐患。为此需要解决射击报靶的自动化问题，目前在自动报靶方面主要有4种方法：双极电极短路采样法、激光光敏二极管阵列法、超声定位法和图像处理方法。

其中激光光敏管阵列法基本原理是：在水平和垂直方向上均设置激光器和光敏接收器，激光器处于激光发射状态，在靶区形成激光幕，当子弹穿过激光幕时，会遮挡某一水平方向的激光束和某一垂直方向的激光束，从而形成弹着点坐标，光敏接收器通过电平变化即可得到坐标信号。

10环靶纸的直径是45.5mm±0.1mm，1-9环间的间隔距离为2.5mm，则0.1环的分辨距离为0.25mm。目前常用的光敏接收器为光敏器件组件，市面上光敏器件单元的最小封装为0603，器件单元宽度为0.8mm,再加上焊接距离0.4mm,即单个器件单元的实际检测宽度为1.2mm，单排的光敏器件组件不能满足0.1环的分辨距离要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自动报靶装置，用于解决光敏器件组件由于物理尺寸限制而不能满足0.1环的分辨距离要求的问题。

本发明的内容如下：

一种自动报靶装置，包括靶框、扇形激光光源、光敏器件组件和数据处理电路，所述激光光源和所述光敏器件组件分别与所述数据处理电路电性连接，所述光敏器件组件包括n行m列的光敏器件单元，同列的光敏器件单元阵列排布，相邻两列的光敏器件单元阶梯式错位排布，所述激光光源包括m个并排设置的激光器单元，每一激光器单元与一列光敏器件单元组成一个光幕平面，所述激光光源和所述光敏器件组件分别设置有至少两组，所述激光光源和所述光敏器件组件用于组成XY坐标平面，每组对应的所述激光光源和所述光敏器件组件分别设置在所述靶框的相对两侧。

优选的，所述激光光源设置在所述光敏器件组件的中垂线上。

优选的，所述激光光源和所述光敏器件组件分别设置有两组，其中一组光敏器件组件水平设置，另一组光敏器件组件竖直设置。

优选的，所述激光光源和所述光敏器件组件分别设置有四组，第一组光敏器件组件水平设置在所述靶框的上端，第二组光敏器件组件水平设置在所述靶框的下端，第三组光敏器件组件竖直设置在所述靶框的左侧，第四组光敏器件组件竖直设置在所述靶框的右侧。

优选的，所述数据处理电路包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的主控单片机和数据采集电路，所述主控单片机通过激光电源控制电路与所述激光光源电性连接，所述主控单片机与所述数据采集电路连接，所述数据采集电路通过信号接收电路与所述光敏器件组件电性连接。

优选的，所述数据处理电路还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述主控单片机连接。

优选的，所述数据处理电路还包括报警模块，所述报警模块与所述主控单片机连接。

优选的，所述靶框的上下两端和/或左右两侧分别设置有背光光源，所述背光光源采用LED光源。

优选的，还包括弹孔取证系统，所述弹孔取证系统包括均设置在所述靶框上的靶纸张紧机构、抽纸机构、振动传感器和靶纸位置传感器，所述靶纸张紧机构和所述抽纸机构分别设置在所述靶框的上下两端，所述振动传感器和所述靶纸位置传感器分别电性连接于所述数据处理电路。

本发明的有益效果为：本发明设置有m列光敏器件单元，同列的光敏器件单元阵列分布，相邻两列的光敏器件单元阶梯式错位分布，可以提高光敏器件组件的分辨率。

附图说明

图1所示为本发明最佳实施例的总体结构图1；

图2所示为图1中A的局部放大图；

图3所示为本发明最佳实施例的总体结构图2；

图4所示为本发明最佳实施例数据处理电路的原理框图。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

请参照图1-2，本实施例公开的一种自动报靶装置，包括靶框1、若干组扇形激光光源2、若干组光敏器件组件3和数据处理电路所述激光光源2和所述光敏器件组件3分别与所述数据处理电路电性连接，所述光敏器件组件3包括n行m列的光敏器件单元5，同列的光敏器件单元5阵列排布，相邻两列的光敏器件单元5阶梯式错位排布，所述激光光源2包括m个并排设置的激光器单元，每一激光器单元与一列光敏器件单元5组成一个光幕平面，所述激光光源2和所述光敏器件组件3分别设置有至少两组，所述激光光源2和所述光敏器件组件3用于组成XY坐标平面，每组对应的所述激光光源2和所述光敏器件组件3分别设置在所述靶框1的相对两侧。

本实施例以10米靶为例，10米靶的靶框1为正方形，靶框1的尺寸为160X 160mm，光敏器件组件3可以采用光敏二极管或光敏三极管，本实施例采用市面上封装尺寸最小的贴片光敏二极管为光敏器件组件3的基本单元，该贴片光敏二极管的封装尺寸为0603，单个器件的检测宽度为1.2mm，若要检测整个靶框1区域，则每列光敏器件组件3的检测长度为300mm，即每列光敏器件组件3至少需要250个贴片光敏二极管，为了达到0.25mm的分辨率，本实施例采用用五列光敏二极管阶梯式错位排布检测。

请参照图1-2，所述激光光源2设置在所述光敏器件组件3的中垂线上，现有技术的激光光源2一般设置在靶框1边角上，与现有技术相比，本实施例可以有效提高激光光源2的利用效率，降低检测盲区。每一列光敏器件组件3对应设置的激光器单元采用型号为FU850X300-BD10的一字线状激光器，该激光器的线宽为1mm，扇出区域分布比较均匀，激光汇聚性好，激光器发射距离为30厘米，激光线长度为30厘米，激光线可以覆盖单列光敏器件组件3，有效检测区域为激光出射点与光敏器件组件3的激光接收面所围成的三角形光幕区域。由于单个激光光幕检测在三角形中心线区域存在盲区，为提高检测精度，本实施例设置有两组正交放置的激光光源2和光敏器件组件3，即其中一组光敏器件组件3水平设置，另一组光敏器件组件3竖直设置，每一组光敏器件组件3均有一组激光光源2与之匹配，则靶框1的有效检测区域为两个三角形交汇的四边形区域。

请参照图3，为了进一步提高检测精度和避免检测盲区，所述激光光源2和所述光敏器件组件3分别设置有四组，第一组光敏器件组件3水平设置在所述靶框1的上端，第二组光敏器件组件3水平设置在所述靶框1的下端，第三组光敏器件组件3竖直设置在所述靶框1的左侧，第四组光敏器件组件3竖直设置在所述靶框1的右侧，每一组光敏器件组件3均有一组激光光源2与之匹配。

请参照图4，所述数据处理电路包括电源模块68以及分别与所述电源模块68连接的主控单片机61和数据采集电路62，所述主控单片机61采用Atmel的8位AVR单片机ATmega64A，该单片机拥有64K字节Flash存储器，2K字节E2PROM,4K字节SRAM，可用IO口最多可达54个，时钟可达16MHz，拥有两个UART接口，1个SPI接口，多达34个中断源和8个PWM输出通道。该单片机可以满足本实施例的串口通讯及控制功能需求。所述主控单片机61通过激光电源控制电路64与所述激光光源2电性连接，由于报靶装置需要检测的每一组光敏器件组件3各多达1250个，一般通用的单片机器件的IO管脚数量有限，为此所述主控单片机61与所述数据采集电路62连接，有利于对光敏器件组件3的基本单元进行编码，以便于检测光敏器件组件3的信号，所述数据采集电路62包括Altera公司的第五代CPLD器件MAX V CPLD，该CPLD器件的密度范围在40到2210个逻辑单元(LE)之间，具有低功耗和高性能特性，开发周期短的特点，并且可以根据现场需要进行编程，可擦写多次，所述数据采集电路62通过信号接收电路65与所述光敏器件组件3电性连接，可以满足光敏器件组件3的信号处理。

所述数据处理电路还包括无线通信模块63，所述无线通信模块63与所述主控单片机61连接，本实施例通过无线通信模块63与上位机系统进行通信，可以避免有线连接的麻烦。

所述数据处理电路还包括报警模块66，所述报警模块66包括蜂鸣器和LED指示灯，所述报警模块66与所述主控单片机61连接。

所述靶框1的上下两端和/或左右两侧分别设置有背光光源，所述背光光源采用LED光源。

本实施例的自动报靶装置还包括弹孔取证系统67，所述弹孔取证系统67包括均设置在所述靶框1上的靶纸张紧机构、抽纸机构、振动传感器和靶纸位置传感器，所述靶纸张紧机构和所述抽纸机构分别设置在所述靶框1的上下两端，振动传感器和靶纸位置传感器分别电性连接于所述主控单片机61，当振动传感器检测到枪靶的震动时，主控单片机61发出抽纸信号，靶纸张紧机构动作，抽纸机构抽取一页靶纸，通过检测靶纸位置传感器的光电脉冲信号来控制抽纸机构启停及张紧机构的动作，可以保证抽取的每页靶纸的尺寸一样。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种自动报靶装置，其特征在于：包括靶框(1)、扇形激光光源(2)、光敏器件组件(3)和数据处理电路，所述激光光源(2)和所述光敏器件组件(3)分别与所述数据处理电路电性连接，所述光敏器件组件(3)包括n行m列的光敏器件单元(5)，同列的光敏器件单元(5)阵列排布，相邻两列的光敏器件单元(5)阶梯式错位排布，所述激光光源(2)包括m个并排设置的激光器单元，每一激光器单元与一列光敏器件单元(5)组成一个光幕平面，所述激光光源(2)和所述光敏器件组件(3)分别设置有至少两组，所述激光光源(2)和所述光敏器件组件(3)用于组成XY坐标平面，每组对应的所述激光光源(2)和所述光敏器件组件(3)分别设置在所述靶框(1)的相对两侧。

2.如权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于：所述激光光源(2)设置在所述光敏器件组件(3)的中垂线上。

3.如权利要求2所述的自动报靶装置，其特征在于：所述激光光源(2)和所述光敏器件组件(3)分别设置有两组，其中一组光敏器件组件(3)水平设置，另一组光敏器件组件(3)竖直设置。

4.如权利要求2所述的自动报靶装置，其特征在于：所述激光光源(2)和所述光敏器件组件(3)分别设置有四组，第一组光敏器件组件(3)水平设置在所述靶框(1)的上端，第二组光敏器件组件(3)水平设置在所述靶框(1)的下端，第三组光敏器件组件(3)竖直设置在所述靶框(1)的左侧，第四组光敏器件组件(3)竖直设置在所述靶框(1)的右侧。

5.如权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于：所述数据处理电路包括电源模块(68)以及分别与所述电源模块(68)连接的主控单片机(61)和数据采集电路(62)，所述主控单片机(61)通过激光电源控制电路(64)与所述激光光源(2)电性连接，所述主控单片机(61)与所述数据采集电路(62)连接，所述数据采集电路(62)通过信号接收电路(65)与所述光敏器件组件(3)电性连接。

6.如权利要求5所述的自动报靶装置，其特征在于：所述数据处理电路还包括无线通信模块(63)，所述无线通信模块(63)与所述主控单片机(61)连接。

7.如权利要求5所述的自动报靶装置，其特征在于：所述数据处理电路还包括报警模块(66)，所述报警模块(66)与所述主控单片机(61)连接。

8.如权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于：所述靶框(1)的上下两端和/或左右两侧分别设置有背光光源，所述背光光源采用LED光源。

9.如权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于：还包括弹孔取证系统(67)，所述弹孔取证系统(67)包括均设置在所述靶框(1)上的靶纸张紧机构、抽纸机构、振动传感器和靶纸位置传感器，所述靶纸张紧机构和所述抽纸机构分别设置在所述靶框(1)的上下两端，所述振动传感器和所述靶纸位置传感器分别电性连接于所述数据处理电路。