CN218781700U - 一种组合式高精度检靶设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式高精度检靶设备，包括导电封闭靶腔、声电精度报靶靶架和检靶信号采集设备，采用导电命中检测和封闭式声电精度报靶技术组合方式，通过匹配弹丸命中环数和弹着点坐标，可实现检靶边界判定问题，输出高精度坐标的命中信息，可用于室内和室外环境的轻武器射击基础训练和战术训练。

Description

一种组合式高精度检靶设备

技术领域

本实用新型涉及一种检靶设备，具体讲是一种组合式高精度检靶设备，属于训练装备技术领域。

背景技术

目前，基于轻武器实弹射击使用的检靶装置，按照功能分为部位命中检靶和精度检靶两类。其中部位命中检靶设备应用于战术射击训练，采用的常用技术手段为导电检靶技术，其优点在于接触式检靶方式检测准确率高，缺点是只能提供弹丸过靶的区域，无法提供着靶点的精确坐标。精度报靶设备可应用于战术射击训练和基础射击训练，采用的常用技术手段包括开放式声电定位、封闭式声电定位和基于视觉的图像处理技术，其共同的优点是能够提供弹丸着靶点的坐标，但有着各自不同的缺点，如开放式声电定位检靶受到弹道附近风速风向的影响以及相邻靶道信号互干扰，会出现检靶精度超差和检靶错误的情况，不适合室外训练时使用，同时还伴有弹丸穿过靶面边界时产生的脱靶和着靶判定问题；又如封闭式声电定位检靶有弹丸过环靶环线后存在报高环和低环不确定的情况；又如基于视觉的图像处理技术存在着靶重弹孔无法识别的问题，同时在采用靶面和摄像机一体布置时，存在摄像机被弹丸击中损坏的风险，在采用摄像机与靶面分离布置时，室外条件下阳光照射和靶面晃动会造成弹孔无法识别和误报率增加。

为解决上述两类检靶方式的缺点，解决方法是在导电检靶的基础上组合精度检靶技术，以检测导电命中信号为基础，在检测到导电信号后通过精度检靶输出坐标，实现高精度检靶。目前有提出包括开放式检靶与导电检靶组合以及摄像检靶与导电检靶组合的方案，但仍不是最优方案。如采用与开放式检靶组合时，虽能提高检靶准确率，但在室外使用时依然不能提高检靶精度指标；与摄像检靶组合时，虽能检测出重复弹孔，但在室外使用时的问题和一体化布置时摄像机易被弹丸击中的缺点依然无法解决。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种组合式高精度检靶设备，包括导电封闭靶腔、声电精度报靶靶架和检靶信号采集处理单元，所述导电封闭靶腔、检靶信号采集处理单元均安装于声电精度报靶靶架上。

所述导电封闭靶腔包括丝印层、奇环导电层、偶环导电层、公共导电层、框架、背板和导电信号引出线；

所述框架为U型结构，背板胶合于框架一侧，丝印层、奇环导电层、偶环导电层、公共导电层胶合于框架另一侧，且丝印层位于最外侧。

所述丝印层的图案为胸环靶型，印在材质为EVA的矩形板。

所述公共导电层、奇环导电层、偶环导电层材质为包含导电涂覆层的EVA材质矩形板，且奇环导电层导电涂覆和偶环导电层导电涂覆按照丝印层进行分割和布局，并通过导电信号引出线将各导电涂覆层区域引出，与声电精度报靶靶架连接。

所述声电精度报靶靶架包括靶架焊接件、传感器组件、安装螺栓；

所述传感器组件通过安装螺栓固定在靶架焊接件上；

所述传感器组件包括激波传感器、温度传感器、安装方管；所述安装方管为长条形结构，所述激波传感器、温度传感器固定于安装方管上，且激波传感器的信号引出线和温度传感器的引出线与检靶信号采集处理单元连接。

所述检靶信号采集处理单元包括导电信号调理电路、激波信号调理电路、信号采集电路、信息处理和匹配电路、通信电路；所述导电信号调理电路和激波信号调理电路分别与信号采集电路连接；信号采集电路与信号处理和匹配电路连接；信号处理和匹配电路与通信电路连接。

所述信号采集电路3-3采用FPGA实现。

所述信息处理和匹配电路采用单片机STM32F103实现。

所述通信电路采用CAN通信收发电路SN65HVD232实现，所述通信电路的数据端与信息处理和匹配电路的CANTX和CANRX引脚连接，所述通信电路的传输端与基于CAN总线的外部设备连接。

有益效果：本实用新型采用导电命中检测和封闭式声电精度报靶技术组合方式，在检靶能力上，能够解决边界检靶不确定问题，具有检靶准确率高和检靶坐标精度高的优点。在使用要求上，能够用于室内和室外环境的轻武器射击基础训练和战术训练，具有防护要求低和环境适应性强的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为导电封闭靶腔组成示意图。

图3为导电封闭靶腔环层布局示意图。

图4a是声电精度报靶靶架组成示意图。

图4b是传感器组件组成示意图。

图5检靶信号采集处理单元原理框图。

图6匹配弹丸命中环数和弹着点坐标方法。

具体实施方式

实施例

如图1所示，本实用新型提供了一种组合式高精度检靶设备，包括导电封闭靶腔1、声电精度报靶靶架2和检靶信号采集处理单元3。导电封闭靶腔1安装于声电精度报靶靶架2上。检靶信号采集处理单元3安装于声电精度报靶靶架2上。

如图2所示，导电封闭靶腔1包括丝印层1-1、奇环导电层1-2、偶环导电层1-3、公共导电层1-4、框架1-5、背板1-6、导电信号引出线1-7，所述框架1-5为U型结构，背板1-6胶合于框架1-5一侧，丝印层1-1、奇环导电层1-2、偶环导电层1-3、公共导电层1-4胶合于框架1-5另一侧，且丝印层1-1位于最外侧。

如图3所示，丝印层1-1的图案为胸环靶型，印在材质为EVA的矩形板。公共导电层1-4、奇环导电层1-2、偶环导电层1-3材质为包含导电涂覆层的EVA材质矩形板，奇环导电层1-2导电涂覆包含5环、7环、9环，偶环导电层1-3导电涂覆包括6环、8 环、10环，且奇环导电层1-2导电涂覆及偶环导电层1-3导电涂覆各环层按照丝印层 1-1图案进行相应的分割和布局，并通过导电信号引出线1-7将各导电涂覆层区域引出，与声电精度报靶靶架2连接。

如图4a、图4b所示，声电精度报靶靶架2包括靶架焊接件2-1、传感器组件2-2、安装螺栓2-3。传感器组件2-2通过安装螺栓2-3固定在靶架焊接件2-1上。传感器组件2-2包括3只激波传感器2-2-1、温度传感器(DS18B20)2-2-2、安装方管2-2-3。安装方管2-2-3为长条形结构，激波传感器2-2-1、温度传感器2-2-2固定于安装方管上，且激波传感器2-2-1的信号引出线和温度传感器2-2-2的引出线与检靶信号采集处理单元3连接。

如图5所示，检靶信号采集处理单元3包括导电信号调理电路3-1、激波信号调理电路3-2、信号采集电路3-3、信息处理和匹配电路3-4和通信电路3-5。

当弹丸穿过导电封闭靶腔1的某环时，瞬间使得对应导电环层与公共层通过弹丸本身形成短路，并输出导电信号，经过导电信号调理电路3-1进行信号展宽、信号比较，输出至信号采集电路3-3，实现命中环数的检测。

当弹丸穿透导电封闭靶腔1的公共层时，弹丸产生的激波以穿透点为中心，呈球面波形式向四周扩散，最终激波按照一定的时间顺序依次到达传感器组件的各个激波传感器，激励激波传感器输出具有特征的模拟电信号，经过激波信号调理电路3-2的信号阻抗匹配、滤波、放大、比较后，输出至信号采集电路3-3，实现激波到达时间差的采集。

信号采集电路3-3，采用FPGA(A3P250)作为信号采集电路，通过对应I/O端口采集导电命中信号的跳沿，用于确定命中环数信息；通过I/O端口读取温度传感器感应的导电封闭靶腔1内部空气温度值；通过I/O端口检测激波信号调理电路3-2输出的信号跳沿，计算相邻激波传感器感应到激波的时间差。并通过FPGA将检测到的导电环信息、温度值和时间差数据一同发送至信息处理和匹配电路3-4。

信息处理和匹配电路3-4，采用单片机(STM32F103)作为信息处理和匹配电路，单片机和信号采集电路3-3之间使用并行数据总线，通过获取信号采集电路3-3输出的导电环信息、温度值和时间差数据，计算与匹配弹丸命中环数和弹着点坐标。

如图6所示，匹配弹丸命中环数和弹着点坐标的方法是：当检测的导电环数与弹着点坐标计算的环数一致时，输出实际命中环数、坐标以及方位；当导电环数大于弹着点坐标计算的环数时，以弹着点坐标为圆心做与导电环外环线相切的虚拟圆，其中切点即为矫正后的弹着点坐标；当导电环数小于弹着点坐标计算的环数时，以弹着点坐标为圆心做与导电环内环线相切的虚拟圆，其中切点即为矫正后的弹着点坐标。该方法使得修正后的弹着点坐标所对应的环数与导电环数一致，得到最优的高精度报靶输出结果。最终信息处理和匹配电路3-4将环数、方位、坐标信息分别输出至通信电路3-5。其中，方位信息按照12点钟时区给出，环数包括5～10环。

通信电路3-5采用CAN通信收发电路(SN65HVD232)，数据端与信息处理和匹配电路3-4的CANTX和CANRX引脚连接，传输端与基于CAN总线的外部设备连接，实现检靶信号采集处理单元3与外部设备的数据交互，完成命中信息的上传。

本实用新型提供了一种组合式高精度检靶设备，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，包括导电封闭靶腔、声电精度报靶靶架和检靶信号采集处理单元，所述导电封闭靶腔、检靶信号采集处理单元均安装于声电精度报靶靶架上。

2.根据权利要求1所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述导电封闭靶腔包括丝印层、奇环导电层、偶环导电层、公共导电层、框架、背板和导电信号引出线；

所述框架为U型结构，背板胶合于框架一侧，丝印层、奇环导电层、偶环导电层、公共导电层胶合于框架另一侧，且丝印层位于最外侧。

3.根据权利要求2所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述丝印层的图案为胸环靶型，印在材质为EVA的矩形板。

4.根据权利要求3所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述公共导电层、奇环导电层、偶环导电层材质为包含导电涂覆层的EVA材质矩形板，且奇环导电层导电涂覆和偶环导电层导电涂覆按照丝印层进行分割和布局，并通过导电信号引出线将各导电涂覆层区域引出，与声电精度报靶靶架连接。

5.根据权利要求4所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述声电精度报靶靶架包括靶架焊接件、传感器组件、安装螺栓；

所述传感器组件通过安装螺栓固定在靶架焊接件上；

所述传感器组件包括激波传感器、温度传感器、安装方管；所述安装方管为长条形结构，所述激波传感器、温度传感器固定于安装方管上，且激波传感器的信号引出线和温度传感器的引出线与检靶信号采集处理单元连接。

6.根据权利要求5所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述检靶信号采集处理单元包括导电信号调理电路、激波信号调理电路、信号采集电路、信息处理和匹配电路、通信电路；所述导电信号调理电路和激波信号调理电路分别与信号采集电路连接；信号采集电路与信号处理和匹配电路连接；信号处理和匹配电路与通信电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述信号采集电路3-3采用FPGA实现。

8.根据权利要求7所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述信息处理和匹配电路采用单片机STM32F103实现。

9.根据权利要求8所述的一种组合式高精度检靶设备，其特征在于，所述通信电路采用CAN通信收发电路SN65HVD232实现，所述通信电路的数据端与信息处理和匹配电路的CANTX和CANRX引脚连接，所述通信电路的传输端与基于CAN总线的外部设备连接。

Images