CN211977713U - E形布阵直瞄重武器自动报靶系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，包括报靶器框架和八个传感器组件，每个传感器组件安装在报靶器框架上，传感器组件包括超声波传感器和传感器安装座，八个所述超声波传感器通过所述传感器安装座安装在报靶器框架上，在报靶器框架上设置有靶标控制器，超声波传感器通过信号线缆输出至靶标控制器，靶标控制器通过数据线缆或无线传输设备与显控电脑相连。该系统在市场上现有的超声自动报靶系统基础上，解决了弹丸斜入射的问题，并弥补了温度采集的误差，提升了报靶精度的同时，有效改善了原报靶系列产品的漏报、误报等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于自动报靶设备领域，具体的说是涉及一种E形布阵直瞄重武器自动报靶系统。
背景技术
自动报靶技术在20世纪80年代初开始出现，当时为导电橡胶自动报靶器和金属膜面自动报靶器，其工作原理都是靠子弹在穿透靶面时，形成短路来进行自动报靶，其局限性在于只能实现区域报靶，不能精确报靶，且靶面射击次数多时，误报会大大增加。超声自动报靶器在80年代后开始面世，主要分为封闭式和开放式两类，其中开放式报靶系统适用于轻、重武器的自动报靶，具有无耗材、精度高等特点。目前市场上的超声自动报靶系统以T型靶为主，其主要缺陷是要求正面直射，入射角稍大就会产生较大报靶误差。且该类设备普遍采用传感器测温来计算超声声速，未考虑测量本身的误差，及气压等其它因素对声速的影响，因此精度无法提高。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，该系统通过一种特定的布阵方式和解算方法，精确报出子弹坐标。
为了达到是上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型是一种E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，包括报靶器框架和八个传感器组件，每个传感器组件安装在报靶器框架上，传感器组件包括超声波传感器和传感器安装座，八个所述超声波传感器通过所述传感器安装座安装在报靶器框架上，在报靶器框架上设置有靶标控制器，超声波传感器通过信号线缆输出至靶标控制器，靶标控制器通过数据线缆或无线传输设备与显控电脑相连。
本实用新型的进一步改进在于：八个超声波传感器为E形布阵，前排三个超声波传感器分布在一直线上，后排五个超声波传感器分布在一直线上，超声波传感器采用橡胶隔声垫圈安装于传感器安装座上。
本实用新型的进一步改进在于：靶标控制器包括匹配放大电路、带通滤波电路、功率放大电路、AD转换器、数字计算器、主控制器、通信模块组成，匹配放大电路与超声波传感器直接连接，超声波传感器接收到超声波信号后，转换为微小电信号，传至匹配放大电路，而后信号经过带通滤波电路，消减放大后的干扰，在经过二级放大后，进入AD转换器，将模拟量转换为数字量，而后数据进入数字计算器，通过特定算法计算出弹点坐标，计算结果通过通信模块，上传至显控终端。
本实用新型的进一步改进在于：所述数字计算器由FPGA逻辑门电路和MCU控制器组成。
本实用新型的进一步改进在于：所述特定算法通过E形布阵的八个传感器采集时差，联立关于时差、声速、弹速、入射角度和弹点坐标的空间方程组，并进行解算得到弹点坐标。
本实用新型的有益效果是：本实用新型发报靶系统解决斜射时报靶精度差的问题，通过增加传感器数量及特殊的E形布阵，将入射角作为未知量解算，解决以往开放式报靶设备只能用于直射的情况，该系统提高报靶精度，通过将声速、弹速作为未知量求解，避免了声速、弹速测量中的误差，提高了报靶精度，同时有效改善了原报靶系列产品的漏报、误报等问题。
本实用新型结构简单、设计合理新颖，操作方便，能有效的精确的报出子弹坐标。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的坐标解算示意图。
图3是本实用新型的电气原理框图。
图4是本实用新型放大电路的电路图。
图5 是本实用新型带通滤波电路的电路图。
图6 是本实用新型图1中A处放大图。
其中：1-报靶器框架，2-橡胶隔声垫圈，3-超声波传感器，4-传感器安装座，5-信号采集计算中心，6-显控电脑。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
如图1-6所示，本实用新型是一种E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，包括报靶器框架1和八个传感器组件，每个所述传感器组件安装在所述报靶器框架1上，所述传感器组件包括超声波传感器3和传感器安装座4，八个所述超声波传感器3通过所述传感器安装座4安装在所述报靶器框架1上，在所述报靶器框架1上设置有靶标控制器5，所述超声波传感器3通过信号线缆输出至靶标控制器5，所述靶标控制器5通过数据线缆或无线传输设备与显控电脑6相连，其中八个所述超声波传感器3为E形布阵，前排三个超声波传感器3分布在一直线上，后排五个超声波传感器3分布在一直线上，超声波传感器3采用橡胶隔声垫圈2安装于传感器安装座4上。
所述靶标控制器5包括匹配放大电路、带通滤波电路、功率放大电路、AD转换器、数字计算器、主控制器、通信模块组成，所述匹配放大电路与超声波传感器3直接连接，超声波传感器3接收到超声波信号后，转换为微小电信号，传至匹配放大电路，而后信号经过带通滤波电路，消减放大后的干扰，在经过二级放大后，进入AD转换器，将模拟量转换为数字量，而后数据进入数字计算器，通过特定算法计算出弹点坐标，计算结果通过通信模块，上传至显控终端，其中，所述数字计算器由FPGA逻辑门电路和MCU控制器组成，其中，超声波传感器为UK180E，主控制器为MW-QY11-MK100，AD转换器为MW-QY11-MZ100，数字计数器为MW-QY11-MC100。
所述特定算法通过E形布阵的八个传感器采集时差，联立关于时差、声速、弹速、入射角度和弹点坐标的空间方程组，并进行解算得到弹点坐标。
如图2所示，所述特定算法为：B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8为超声传感器，B1、B2、B3之间的水平间距为L，B4、B5、B6、B7、B8之间的水平间距为L/2，B1、B4，B2、B6，B3、B8之间的前后距离同为D，以B1、B2、B3所在直线为X轴，B2、B6所在直线为Z轴，通过B2点，垂直于8个传感器所在平面的直线为Z轴，建立坐标系。
则B1坐标为(-L,0)，B2坐标为(0,0)，B3坐标为(L,0)，B4坐标为(-L,D)，B5坐标为(-L/2,D)，B6坐标为(0,D)，B7坐标为(L/2,D)，B8坐标为B1坐标为(L,D)。
设入射角为α，弹速为V，以B1、B3为例，如图，通过B1 P0，做垂直于弹丸入射方向的平面B1 P0ON，此时可算得激波从到达B1 P0ON平面至到达B1的时间为
，同理，激波从到达A3 Q0 B3平面至到达B3的时间为
，其中Vp是激波在垂直于弹丸飞行轨迹的平面上的传播速度
，且弹丸从B1 P0ON到达A3 Q0 B3平面的时间为
，可列出方程
，使用相同方法可建立由多个方程组成的方程组：
解该方程组，即可得弹着点坐标P(x,y)。
本实用新型E形八点布阵超声波自动报靶系统，适用于重型直瞄武器的自动报靶，该系统能探测弹丸在空气中飞行时产生的特征信号，系统将信号处理后提取各通道的时差数据，并通过数学方程解算出弹着点坐标，该报靶坐标通过通信系统，可实时上传至显控终端。该系统在市场上现有的超声自动报靶系统基础上，解决了弹丸斜入射的问题，并弥补了温度采集的误差，提升了报靶精度的同时，有效改善了原报靶系列产品的漏报、误报等问题。
以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，包括报靶器框架（1）和八个传感器组件，每个所述传感器组件安装在所述报靶器框架（1）上，其特征在于：所述传感器组件包括超声波传感器（3）和传感器安装座（4），八个所述超声波传感器（3）通过所述传感器安装座（4）安装在所述报靶器框架（1）上，在所述报靶器框架（1）上设置有靶标控制器（5），所述超声波传感器（3）通过信号线缆输出至靶标控制器（5），所述靶标控制器（5）通过数据线缆或无线传输设备与显控电脑（6）相连。
2.根据权利要求1所述E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，其特征在于：八个所述超声波传感器（3）为E形布阵，前排三个超声波传感器（3）分布在一直线上，后排五个超声波传感器（3）分布在一直线上，超声波传感器（3）采用橡胶隔声垫圈（2）安装于传感器安装座（4）上。
3.根据权利要求1所述E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，其特征在于：所述靶标控制器（5）包括匹配放大电路、带通滤波电路、功率放大电路、AD转换器、数字计算器、主控制器、通信模块组成，所述匹配放大电路与超声波传感器（3）直接连接，超声波传感器（3）接收到超声波信号后，转换为微小电信号，传至匹配放大电路，而后信号经过带通滤波电路，消减放大后的干扰，在经过二级放大后，进入AD转换器，将模拟量转换为数字量，而后数据进入数字计算器，通过数学方程计算出弹点坐标，计算结果通过通信模块，上传至显控终端。
4.根据权利要求3所述E形布阵直瞄重武器自动报靶系统，其特征在于：所述数字计算器由FPGA逻辑门电路和MCU控制器组成。
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|---|---|---|---|---|
| CN111121543A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-05-08 | 南京铭伟装备科技有限公司 | E形布阵直瞄重武器自动报靶系统 |
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