CN116907277A - 一种小型化自定位目标靶装置 - Google Patents

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孙林
马健美
唐左平
钱伟
丁亚萍
周雯迪
郁晓岚
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Abstract

本发明涉及一种小型化自定位目标靶装置。本发明包括靶板，包括靶面；设置于所述靶板上的两个准直激光发射器，用于发射能够在激光接收面上交汇出重合激光光斑的两束激光，所述激光接收面位于所述靶面的延伸面上；分别设置于所述靶面姿态测量装置和瞄准分划；姿态调节结构，与所述靶板相连，以调节所述靶面的高度以及方位；其中，所述姿态测量装置用于进行使所述靶面处于铅锤状的零位标定；其中，在被校产品的瞄准轴对准所述瞄准分划中心时，根据所述重合激光光斑中心与所述被校产品校靶镜的标定点之间的水平距离、垂直距离能够得到被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角。本发明缩小了目标靶尺寸，提高了校准精度。

Description

一种小型化自定位目标靶装置
技术领域
本发明涉及校靶技术领域，尤其是指一种小型化自定位目标靶装置。
背景技术
对于瞄准装备来说，校靶是一种经常性、直接关系到瞄准精度的重要工作，校靶多采用激光校靶镜、光学校靶镜、电子校靶镜等多种校靶镜，但是无论那种校靶镜都需要目标靶提供校准目标。
为了便于校正或由于环境限制，校靶多采用近距离校靶，但是传统的近距离校靶只提供设计好的靶板：一种无姿态校正目标靶，目标靶姿态影响校准误差，校准精度低，且目标靶尺寸较大；一种有姿态校正目标靶，消除了姿态影响的校准误差。
对于瞄准装备，瞄准轴线与发射轴线距离小则几十厘米，大则几米，通过计算，目标靶基本不小于此距离，因此无论使那种校正目标靶，其尺寸都相对过大，严重影响便携使用。
发明内容
为此，本发明提供一种小型化自定位目标靶装置，在可校正姿态目标靶基础上，缩小目标靶尺寸，提高校准精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种小型化自定位目标靶装置，包括：
靶板，包括靶面；
设置于所述靶板上的两个准直激光发射器，用于发射能够在激光接收面上交汇出重合激光光斑的两束激光，所述激光接收面位于所述靶面的延伸面上；
分别设置于所述靶面姿态测量装置和瞄准分划；
姿态调节结构，与所述靶板相连，以调节所述靶面的高度以及方位；
其中，所述姿态测量装置用于进行使所述靶面处于铅锤状的零位标定；
其中，在被校产品的瞄准轴对准所述瞄准分划中心时，根据所述重合激光光斑中心与所述被校产品校靶镜的标定点之间的水平距离、垂直距离能够得到被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角。
在本发明的一种实施方式中，当被校产品的发射管装配为激光校靶镜时，被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角计算如下：
θx＝arctan(Δx/D)
θy＝arctan(Δy/D)
其中，
Δx为激光校靶镜的激光光斑中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
Δy为激光校靶镜的激光光斑中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
D为实际校靶距离，单位为m；
θx为水平方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角；
θy为垂直方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角。
在本发明的一种实施方式中，当被校产品的发射管装配为其他校靶镜时，所述其他校靶镜包括光学校靶镜或电子校靶镜，被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角计算如下：
θx＝arctan(Δx/f’)
θy＝arctan(Δy/f’)
其中，
Δx为校靶镜图像中，校靶镜分划中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
Δy为校靶镜图像中，校靶镜分划中心与重合激光光斑中心垂直距离，单位为mm；
f’为校靶镜物镜焦距，单位为mm；
θx为水平方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角；
θy为垂直方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角。
在本发明的一种实施方式中，当采用相交校靶时，被校产品的瞄准轴以及校准激光的发射轴在校靶全距上相交，所述瞄准分划的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面所在平面上的水平距离根据所述瞄准轴与所述发射轴的水平位差、实际校准距离以及校靶全距确定，所述瞄准分划的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面所在平面上的垂直距离根据所述瞄准轴与所述发射轴的垂直位差、实际校准距离以及校靶全距确定；
当采用平行校靶时，所述瞄准分划的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面所在平面上的水平距离和垂直距离分别与所述瞄准轴和所述发射轴的水平位差和垂直位差相等。
在本发明的一种实施方式中，当采用相交校靶时，所述瞄准分划的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面所在平面上的水平距离和垂直距离计算如下：
L＝L0×(1-Db/D)
H＝H0×(1-Db/D)
其中，
H0为瞄准轴与发射轴的垂直位差，单位为m；
L0为瞄准轴与发射轴的水平位差，单位为m；
H为靶板所在平面上，瞄准分划中心与重合激光光斑中心垂直距离，单位为m；
L为靶板所在平面上，瞄准分划中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为m；
Db为实际校准距离，单位为m；
D为校靶全距，单位为m。
在本发明的一种实施方式中，所述姿态测量装置包括角度传感器或纵横水准器。
在本发明的一种实施方式中，所述调节结构包括方位调节机构、与所述方位调节机构上端相连并连接于所述靶板底部的高低调节机构。
在本发明的一种实施方式中，所述瞄准分划的图案包括十字、圆形或箭头。
在本发明的一种实施方式中，两个所述准直激光发射器发射的激光为可见光波段。
在本发明的一种实施方式中，所述靶面表面颜色为白色，所述瞄准分划颜色为黑色。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种小型化自定位目标靶装置，通过两个激光点在目标靶上的交会，提供校靶镜目标，实现近距离校准。这种方法更直观和精确，能够准确标定近距离瞄准轴和发射轴线的一致性；装置能够实时显示目标靶的姿态，便于操作者对姿态进行调整，通过连续调整装置，可以准确地改变目标靶的姿态。在校准过程中，该装置能够消除由于目标靶姿态引起的误差，这样可以提高校准精度，使校准结果更加准确；目标靶装置的尺寸经过缩小，使得装置更加便携和灵活，适用于各种场景和环境。该目标靶装置不限于校靶镜类型，可以采用激光校靶镜、光学校靶镜、电子校靶镜等不同类型的镜头。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明小型化自定位目标靶装置的结果示意图。
说明书附图标记说明：
1、靶面；2、姿态测量装置；3、瞄准分划；4、高低调节机构；5、方位调节机构；6、准直激光发射器；7、激光接收面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1所示，本发明的一种小型化自定位目标靶装置，包括：
靶板，包括靶面1；
设置于所述靶板上的两个准直激光发射器6，用于发射能够在激光接收面7上交汇出重合激光光斑的两束激光，所述激光接收面7位于所述靶面1的延伸面上；
分别设置于所述靶面1姿态测量装置2和瞄准分划3；
姿态调节结构，与所述靶板相连，以调节所述靶面1的高度以及方位；
其中，所述姿态测量装置2用于进行使所述靶面1处于铅锤状的零位标定；
其中，在被校产品的瞄准轴对准所述瞄准分划3中心时，根据所述重合激光光斑中心与所述被校产品校靶镜的标定点之间的水平距离、垂直距离能够得到被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角。
在一些实施例中，当采用相交校靶时，被校产品的瞄准轴以及校准激光的发射轴在校靶全距上相交，所述瞄准分划3的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面1所在平面上的水平距离根据所述瞄准轴与所述发射轴的水平位差、实际校准距离以及校靶全距确定，所述瞄准分划3的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面1所在平面上的垂直距离根据所述瞄准轴与所述发射轴的垂直位差、实际校准距离以及校靶全距确定；
当采用平行校靶时，所述瞄准分划3的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面1所在平面上的水平距离和垂直距离分别与所述瞄准轴和所述发射轴的水平位差和垂直位差相等。
在一些实施例中，当采用相交校靶时，所述瞄准分划3的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面1所在平面上的水平距离和垂直距离计算如下：
L＝L0×(1-Db/D)
H＝H0×(1-Db/D)
其中，
H0为瞄准轴与发射轴的垂直位差，单位为m；
L0为瞄准轴与发射轴的水平位差，单位为m；
H为靶板所在平面上，瞄准分划中心与重合激光光斑中心垂直距离，单位为m；
L为靶板所在平面上，瞄准分划中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为m；
Db为实际校准距离，单位为m；
D为校靶全距，单位为m。
在一些实施例中，所述姿态测量装置2包括角度传感器或纵横水准器，姿态测量装置2可连接至上位机，能够实时显示目标靶的姿态，便于操作者对姿态进行调整，可以准确地改变目标靶的姿态。角度传感器应至少具有两维角度，相对靶面1方向的倾斜和旋转，安装后应进行零位标定，角度传感器处于零位时，靶面1应处于铅锤状，且瞄准分划3十字的竖线也应处于铅锤状。
在一些实施例中，所述调节结构包括方位调节机构5、与所述方位调节机构5上端相连并连接于所述靶板底部的高低调节机构4。上述方位调节机构5和高低调节机构4均为连续性调节机构。高低调节机构4可采用现有升降台来实现；方位调节机构5可采用现有的倾斜旋转平台来实现。
在一些实施例中，所述瞄准分划3为具有瞄准点标识图案，所述瞄准分划3的图案包括十字、圆形或箭头。
在一些实施例中，两个所述准直激光发射器6发射的激光为可见光波段，如红色或绿色波段等；如果校准采用激光校靶镜时，激光颜色应区分与激光校靶镜激光颜色；激光接收面7颜色区别于激光光斑颜色，使激光光斑清晰显示在激光接收面7；激光接收面7材料和尺寸都不做限定，只需能像交会的激光光斑呈显即可。
在一些实施例中，所述靶面1表面为平整面，其表面颜色应与瞄准分划3颜色具有较高的对比度，便于区分，因此，设置所述靶面1表面颜色为白色，所述瞄准分划3颜色为黑色，瞄准分划3大致位于靶面1中心。
上述小型化自定位目标靶装置的使用过程如下：
S1、在规定距离上放置目标靶装置并调整高度与被校产品高度一致；
S2、使用角度传感器调整目标靶装置，使姿态测量装置2为标定零位，此时靶面1和瞄准分划3十字线的形状都为铅锤状；
S3、使用瞄准镜观察，使瞄准镜中心与瞄准分划3十字中心重合。注意此时目标靶装置的姿态测量装置2仍保持在零位；
S4、打开两个准直激光发射器6并发射两束激光，用激光接收面7找到两束激光交汇点，使重合激光光斑显示在激光接收面7上；
S5、将校靶镜插入发射管，若为激光校靶镜，观察激光校靶镜激光光斑在激光接收面7的位置，若为其他校靶镜(光学校靶镜、电子校靶镜等)，通过校靶镜观察重合激光光斑中心距校靶镜分划中心的位置。
S6、计算激光轴线(发射轴线)与瞄准轴线的角度关系；当被校产品的发射管装配为激光校靶镜时，被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角计算如下：
θx＝arctan(Δx/D)
θy＝arctan(Δy/D)
其中，
Δx为激光校靶镜的激光光斑中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
Δy为激光校靶镜的激光光斑中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
D为实际校靶距离，单位为m；
θx为水平方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角；
θy为垂直方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角。
在一些实施例中，当被校产品的发射管装配为其他校靶镜时，所述其他校靶镜包括光学校靶镜或电子校靶镜，被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角计算如下：
θx＝arctan(Δx/f’)
θy＝arctan(Δy/f’)
其中，
Δx为校靶镜图像中，校靶镜分划中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
Δy为校靶镜图像中，校靶镜分划中心与重合激光光斑中心垂直距离，单位为mm；
f’为校靶镜物镜焦距，单位为mm；
θx为水平方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角；
θy为垂直方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，包括：
靶板，包括靶面(1)；
设置于所述靶板上的两个准直激光发射器(6)，用于发射能够在激光接收面(7)上交汇出重合激光光斑的两束激光，所述激光接收面(7)位于所述靶面(1)的延伸面上；
分别设置于所述靶面(1)姿态测量装置(2)和瞄准分划(3)；
姿态调节结构，与所述靶板相连，以调节所述靶面(1)的高度以及方位；
其中，所述姿态测量装置(2)用于进行使所述靶面(1)处于铅锤状的零位标定；
其中，在被校产品的瞄准轴对准所述瞄准分划(3)中心时，根据所述重合激光光斑中心与所述被校产品校靶镜的标定点之间的水平距离、垂直距离能够得到被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，当被校产品的发射管装配为激光校靶镜时，被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角计算如下：
θx＝arctan(Δx/D)
θy＝arctan(Δy/D)
其中，
Δx为激光校靶镜的激光光斑中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
Δy为激光校靶镜的激光光斑中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
D为实际校靶距离，单位为m；
θx为水平方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角；
θy为垂直方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角。
3.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，当被校产品的发射管装配为其他校靶镜时，所述其他校靶镜包括光学校靶镜或电子校靶镜，被校产品的瞄准轴和校准激光的发射轴在水平方向和垂直方向上的夹角计算如下：
θx＝arctan(Δx/f’)
θy＝arctan(Δy/f’)
其中，
Δx为校靶镜图像中，校靶镜分划中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为mm；
Δy为校靶镜图像中，校靶镜分划中心与重合激光光斑中心垂直距离，单位为mm；
f’为校靶镜物镜焦距，单位为mm；
θx为水平方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角；
θy为垂直方向上发射轴线与瞄准轴线的夹角。
4.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，当采用相交校靶时，被校产品的瞄准轴以及校准激光的发射轴在校靶全距上相交，所述瞄准分划(3)的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面(1)所在平面上的水平距离根据所述瞄准轴与所述发射轴的水平位差、实际校准距离以及校靶全距确定，所述瞄准分划(3)的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面(1)所在平面上的垂直距离根据所述瞄准轴与所述发射轴的垂直位差、实际校准距离以及校靶全距确定；
当采用平行校靶时，所述瞄准分划(3)的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面(1)所在平面上的水平距离和垂直距离分别与所述瞄准轴和所述发射轴的水平位差和垂直位差相等。
5.根据权利要求4所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，当采用相交校靶时，所述瞄准分划(3)的中心与所述重合激光光斑中心在所述靶面(1)所在平面上的水平距离和垂直距离计算如下：
L＝L0×(1-Db/D)
H＝H0×(1-Db/D)
其中，
H0为瞄准轴与发射轴的垂直位差，单位为m；
L0为瞄准轴与发射轴的水平位差，单位为m；
H为靶板所在平面上，瞄准分划中心与重合激光光斑中心垂直距离，单位为m；
L为靶板所在平面上，瞄准分划中心与重合激光光斑中心水平距离，单位为m；
Db为实际校准距离，单位为m；
D为校靶全距，单位为m。
6.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，所述姿态测量装置(2)包括角度传感器或纵横水准器。
7.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，所述调节结构包括方位调节机构(5)、与所述方位调节机构(5)上端相连并连接于所述靶板底部的高低调节机构(4)。
8.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，所述瞄准分划(3)的图案包括十字、圆形或箭头。
9.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，两个所述准直激光发射器(6)发射的激光为可见光波段。
10.根据权利要求1所述的一种小型化自定位目标靶装置，其特征在于，所述靶面(1)表面颜色为白色，所述瞄准分划(3)颜色为黑色。
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