RU2205353C2 - Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition - Google Patents

Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition Download PDF

Info

Publication number
RU2205353C2
RU2205353C2 RU2001123984/02A RU2001123984A RU2205353C2 RU 2205353 C2 RU2205353 C2 RU 2205353C2 RU 2001123984/02 A RU2001123984/02 A RU 2001123984/02A RU 2001123984 A RU2001123984 A RU 2001123984A RU 2205353 C2 RU2205353 C2 RU 2205353C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shot
target
coordinates
center
marks
Prior art date
Application number
RU2001123984/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
н О.С. Апеть
О.С. Апетьян
С.Б. Никитин
Н.И. Судариков
А.Л. Титов
Original Assignee
Апетьян Олег Степанович
Никитин Сергей Борисович
Судариков Николай Иванович
Титов Александр Леонидович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Апетьян Олег Степанович, Никитин Сергей Борисович, Судариков Николай Иванович, Титов Александр Леонидович filed Critical Апетьян Олег Степанович
Priority to RU2001123984/02A priority Critical patent/RU2205353C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205353C2 publication Critical patent/RU2205353C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: shooting equipment, for particular, technique of determination of dispersion characteristics-close grouping of shots uniformity of shattering, concentration of shattering to the center. SUBSTANCE: a shot is fired from the shot-gun on a target, after that optical signals are converted into electric ones with the aid of a matrix photodetector placed in the plane of the target optical image formed by the objective lens. The signals of the photodetectors are read out, transformed to a digital code proportional to the electric signals of the photodetectors and stored in the form of a two-dimensional data file corresponding to the matrix of the photodetectors. The coded signals are compared with the threshold value and a decision on belonging of the signal to the shot mark is taken according to the excess of the threshold value, if according to the priori data the mean brightness of the non-affected section of the target, or according to non-excess of the threshold value, if according to the priori data, the mean brightness of the shot mark is less then the mean brightness of the non-affected section of the target, the numbers of the lines and columns of the data file elements with the codes of the signals of the shot marks are stored in the digital view, the coordinates of the shot marks in the plane of the target are determined, to this end, the differences between the numbers of the line of the data file element with the code of the signal of the shot mark and the numbers of the column of the data file element corresponding to the target section taken as the origin of coordinates are found in pairs for each data file element, and the obtained values of difference for the lines and columns are multiplied by the value of the line resolution of the photodetector in the plane of the target. The coordinates of the center of the shot shattering are determined by summation of the coordinates of the shot marks for each axis of coordinates with a subsequent division of the sum by the total number of the shot marks, use is made of the mathematical model of the n-portion target, to this end, the coordinates of the boundaries of portions of the n-portion target relative to its center is stored in the form of digital codes, matching of the target center with the center of the shot shattering is accomplished by transformation of the coordinates of the shot marks by subtraction of the respective coordinates of the shot shattering center from the coordinates of the shot marks. Belonging of the shot marks to one of the target portions is determined by comparison of the transformed coordinates of the shot marks with the coordinates of the boundaries of the n-portion target, the quantity of the shot marks in each target portion is counted up and the characteristics of dispersion are calculated by known formulas. EFFECT: facilitated procedure. 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к стрелковой технике, а более конкретно к области определения количественных и качественных характеристик рассеяния дробовых ружей и дробовых снарядов и патронов при их стрельбе из ружья. В дальнейшем под дробовым ружьем понимается комплекс "ружье - патрон". The present invention relates to shooting technology, and more particularly to the field of determining the quantitative and qualitative characteristics of the dispersion of shotguns and shotgun shells and cartridges when fired from a gun. In the future, a shotgun is understood to mean a "shotgun - cartridge" complex.

В качестве характеристик рассеяния дробовых ружей принято использовать следующие показатели [1]: кучность (К) дробового выстрела, равномерность (Р) расположения дробовых отметок на мишени (осыпь), сгущение (С) осыпи к центру. Указанные показатели могут быть определены по одному выстрелу по контрольной мишени. Постоянство (П) боя оценивают по серии выстрелов и нескольким контрольным мишеням. It is customary to use the following indicators [1] as the characteristics of dispersion of shotguns: accuracy (K) of a shot shot, uniformity (P) of the location of shot marks on the target (scree), thickening (C) of scree to the center. These indicators can be determined by one shot at a control target. The constancy (P) of the battle is estimated by a series of shots and several control targets.

Наиболее полно указанные выше характеристики рассеяния дробовых ружей и боеприпасов могут быть определены в известном способе, при котором используют стодольную контрольную мишень, устанавливаемую на стандартном для испытуемого класса ружей расстоянии (обычно 35 метров), в которую производят выстрел, после чего осуществляют подсчет дробовых отметок мишени в каждой из ста долей методом ручного счета, причем характеристики боя ружья определяют путем последующего вычисления по методике и известным формулам, приведенным в [1]. Most fully the above characteristics of the dispersion of shotguns and ammunition can be determined in the known method, in which they use a bench control target mounted at a standard distance for the test class of guns (usually 35 meters), in which a shot is fired, and then the shot marks of the target are calculated in each of a hundred shares by the method of manual counting, and the characteristics of the battle of the gun are determined by subsequent calculation according to the methodology and well-known formulas given in [1].

Кучность (К) дробового выстрела определяется отношением количества дробовых отметок n в контрольной мишени к общему количеству дробин (N) дробового снаряда, выраженным в процентах:

Figure 00000002

Равномерность (Р) расположения дробовых отметок на мишени (осыпь) определяется отношением количества пораженных долей (m) контрольной мишени к общему числу долей М (для стодольной мишени М=100), выраженным в процентах:
Figure 00000003

Сгущение к центру (С) определяется отношением количества дробовых отметок (I1) в двух центральных зонах 1 и 2 контрольной мишени к количеству дробовых отметок (I5) в пятой внешней кольцевой зоне мишени:
Figure 00000004

где 2,25 - уравновешивающий коэффициент, равный отношению площади двух центральных зон мишени к площади пятой зоны.Accuracy (K) of a shot shot is determined by the ratio of the number of shot marks n in the control target to the total number of shots (N) of the shot shell, expressed as a percentage:
Figure 00000002

The uniformity (P) of the location of shot marks on the target (scree) is determined by the ratio of the number of affected shares (m) of the control target to the total number of shares M (for the stodolny target M = 100), expressed as a percentage:
Figure 00000003

The thickening to the center (C) is determined by the ratio of the number of shot marks (I 1 ) in the two central zones 1 and 2 of the control target to the number of shot marks (I 5 ) in the fifth outer annular zone of the target:
Figure 00000004

where 2.25 is a balancing coefficient equal to the ratio of the area of the two central zones of the target to the area of the fifth zone.

Постоянство (П) боя ружья от выстрела к выстрелу заключается в способности не давать значительных различий в кучности при стрельбе патронами одной серии. Постоянство боя определяется как разница между средней кучностью (Кср) серии выстрелов и кучностью (Кmах) выстрела, максимально отличающегося от средней, выраженная в процентах:

Figure 00000005

Недостатком описанного выше известного способа определения характеристик рассеяния дробового ружья и боеприпасов является его высокая трудоемкость, связанная с необходимостью подсчета количества дробовых отметок по зонам мишени для каждого отдельного выстрела из отдельного ствола и выбранной партии патронов. При этом, чем мельче применяемая в патроне дробь и, следовательно, больше число дробин в снаряде, тем более трудоемкой становится операция по определению параметров рассеяния. Так, например, при использовании дроби 0 (диаметр дробины 4,25 мм) в снаряде весом 32 г будет находиться примерно 67 дробин, а при использовании дроби 10 (диаметр дробины 1,75 мм) - 694 дробины.The constancy (P) of the battle of a gun from shot to shot lies in the ability to not give significant differences in accuracy when firing cartridges of the same series. The constancy of the battle is defined as the difference between the average accuracy (K cf ) of a series of shots and the accuracy (K max ) of a shot that differs as much as possible from the average, expressed as a percentage:
Figure 00000005

The disadvantage of the above-described known method for determining the dispersion characteristics of shotguns and ammunition is its high complexity associated with the need to count the number of shot marks in the target zones for each individual shot from a separate barrel and a selected batch of cartridges. Moreover, the finer the fraction used in the cartridge and, consequently, the greater the number of pellets in the projectile, the more time-consuming is the operation to determine the dispersion parameters. So, for example, when using shot 0 (shot diameter 4.25 mm), a projectile weighing 32 g will contain about 67 shots, and when using shot 10 (shot diameter 1.75 mm), 694 shots.

Другим недостатком известного способа является низкая точность при определении искомых характеристик рассеяния дробового ружья. Это связано с тем, что при стрельбе по стодольной контрольной мишени точкой прицеливания является центр мишени, поэтому из-за возможных ошибок стрелка или погрешностей прицельных устройств центр дробовой осыпи отклоняется от центра мишени. В результате такого отклонения все характеристики (кучность, равномерность осыпи, сгущение к центру и постоянство боя) будут определяться с ошибкой, величина которой возрастает с увеличением отклонения центра осыпи от центра мишени. Another disadvantage of this method is the low accuracy in determining the desired dispersion characteristics of a shotgun. This is due to the fact that when shooting at a hundred-percent control target, the aiming point is the center of the target, therefore, due to possible errors of the shooter or errors of sighting devices, the center of the shot scree deviates from the center of the target. As a result of such a deviation, all characteristics (accuracy, uniformity of the scree, thickening towards the center and constancy of battle) will be determined with an error, the value of which increases with an increase in the deviation of the center of the scree from the center of the target.

Также известен способ [2], заключающийся в том, что производят выстрел по n-дольной мишени, после чего изображение мишени, сформированное оптической системой, геометрически подобной n-дольной мишени, считывают матричным или линейчатым фотоприемником с числом элементов, равным числу долей мишени, запоминают выходные сигналы всех фотоприемников матрицы или линейки, величина которых пропорциональна количеству дробовых отметок в соответствующей доле мишени, последовательно опрашивая фотоприемники, преобразуют выходные сигналы в цифровой код и запоминают их, затем путем деления значений запомненных сигналов на значение сигнала, соответствующего одной дробовой отметке, определяют количество дробовых отметок в каждой доле мишени, их общее количество и отображают их на экране устройства отображения результатов стрельбы, а кучность стрельбы, степень сгущения к центру и равномерность дробовой осыпи вычисляют по известным формулам. Also known is a method [2], which consists in firing a shot at an n-dimensional target, after which the image of the target, formed by an optical system geometrically similar to an n-dimensional target, is read by a matrix or line photodetector with the number of elements equal to the number of fractions of the target, remember the output signals of all photodetectors of a matrix or ruler, the value of which is proportional to the number of shot marks in the corresponding fraction of the target, sequentially polling the photodetectors, convert the output signals to digital They memorize them and then, by dividing the values of the stored signals by the value of the signal corresponding to one shot mark, determine the number of shot marks in each lobe of the target, their total number and display them on the screen of the device for displaying the results of shooting, and the accuracy of shooting, the degree of condensation to the center and uniformity of shot scree is calculated according to known formulas.

Способ обладает более высоким быстродействием, однако точность определения параметров стрельбы невысока, так как стрельба ведется по центру мишени, и при отклонении центра осыпи от точки прицеливания указанные характеристики будут определяться с ошибкой. Кроме того, сложность оптической системы, геометрически подобной мишени, затрудняет реализацию этого способа, в частности, для случая стодольной мишени, обеспечивающей более высокую точность. The method has a higher speed, however, the accuracy of determining the parameters of the shooting is low, since the shooting is carried out in the center of the target, and when the center of the scree deviates from the aiming point, these characteristics will be determined with an error. In addition, the complexity of the optical system, geometrically similar to the target, impedes the implementation of this method, in particular, for the case of the cantilevered target, providing higher accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ [3] определения характеристик рассеяния дробовых ружей и боеприпасов, заключающийся в том, что производят выстрел по мишени, не разделенной на доли, матричным фотоприемником, помещенным в плоскость сформированного объективом оптического изображения мишени, преобразуют оптические сигналы, идущие от мишенной плоскости, в электрические, величина которых пропорциональна яркости оптических сигналов, запоминают электрические сигналы фотоприемников, последовательно считывают сигналы фотоприемников и с помощью телевизионной системы получают изображение мишенной плоскости с дробовыми отметками на экране устройства отображения результатов стрельбы, после чего расчетно-графическим или графическим методом определяют положение центра дробовой осыпи, помещают трафарет n-дольной мишени в найденный центр осыпи, подсчитывают количество дробовых отметок в каждой доле трафарета мишени, а характеристики рассеяния вычисляют по известным формулам. Closest to the technical nature of the proposed method is a method [3] for determining the dispersion characteristics of shotguns and ammunition, which consists in firing a target not divided into lobes with an array photodetector placed in the plane of the optical image of the target formed by the lens, converting the optical the signals coming from the target plane into electric ones, the magnitude of which is proportional to the brightness of the optical signals, remember the electrical signals of the photodetectors, carefully read the signals of the photodetectors and use a television system to obtain an image of the target plane with shot marks on the screen of the display device for the shooting results, after which the position of the center of the shot scree is determined by the graphic-graphic or graphic method, the stencil of the n-part target is placed in the found center of the scree, and the number is calculated shot marks in each fraction of the target stencil, and the scattering characteristics are calculated by known formulas.

Рассмотренный способ также не позволяет с достаточной точностью определить характеристики рассеяния дробовых ружей, так как положение центра осыпи, в который помещают центр трафарета n-дольной мишени, оценивается с низкой точностью расчетно-графическим или графическим методами [1], т.е. оператор определяет положение центра дробовой осыпи с экрана монитора с помощью линейки вручную с последующими вычислениями. Кроме того, подсчет распределения дробовых отметок по зонам трафарета n-дольной мишени для последующего вычисления характеристик рассеяния также выполняется оператором вручную с экрана монитора. The considered method also does not allow to determine with sufficient accuracy the characteristics of scattering of shotguns, since the position of the center of the scree in which the center of the stencil of the n-longitudinal target is placed is estimated with low accuracy by calculation-graphic or graphical methods [1], ie the operator determines the position of the center of the shot scree from the monitor screen using a ruler manually with subsequent calculations. In addition, calculation of the distribution of shot marks over the zones of the stencil of the n-partite target for subsequent calculation of the scattering characteristics is also performed manually by the operator from the monitor screen.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Изобретение решает задачу уменьшения участия оператора как в процессе получения данных для определения характеристик рассеяния дробовых ружей, так и в процессе обработки этих данных и, как следствие, уменьшения трудоемкости и повышения точности. Последнее можно рассматривать в качестве технического результата, получаемого от использования изобретения. Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе осуществляются следующие действия. The essence of the invention is as follows. The invention solves the problem of reducing operator participation both in the process of obtaining data for determining the dispersion characteristics of shotguns, and in the processing of these data and, as a result, reducing the complexity and increasing accuracy. The latter can be considered as a technical result obtained from the use of the invention. To achieve the specified technical result in the proposed method, the following actions are performed.

Производят выстрел из дробового ружья по мишени, после чего матричным фотоприемником, помещенным в плоскость сформированного объективом оптического изображения мишени, преобразуют оптические сигналы в электрические, величина которых пропорциональна яркости оптических сигналов, запоминают электрические сигналы фотоприемников, считывают сигналы фотоприемников, преобразуют их в цифровой код, пропорциональный электрическим сигналам фотоприемников, и запоминают их в виде двумерного массива, соответствующего матрице фотоприемников, сравнивают кодированные сигналы с пороговым значением и решение о принадлежности сигнала дробовой отметке принимают по превышению порогового значения, если по априорным данным средняя яркость дробовой отметки больше средней яркости непораженного участка мишени, или по не превышению порогового значения, если по априорным данным средняя яркость дробовой отметки меньше средней яркости непораженного участка мишени, запоминают в цифровом виде номера строк и столбцов элементов массива с кодами сигналов дробовых отметок, определяют координаты дробовых отметок в плоскости мишени, для чего для каждого элемента массива с кодом сигнала дробовой отметки находят попарно разности между номерами его строки и столбца и номерами строки и столбца элемента массива, соответствующего участку мишени, принятому за начало координат, и умножают полученные значения разности для строк и столбцов на величину линейного разрешения фотоприемника в плоскости мишени, а определение координат центра дробовой осыпи производят суммированием координат дробовых отметок по каждой из осей координат с последующим делением суммы на общее число дробовых отметок, используют математическую модель n-дольной мишени, для чего запоминают в виде цифровых кодов координаты границ долей n-дольной мишени относительно ее центра, причем совмещение центра мишени с центром дробовой осыпи осуществляют преобразованием координат дробовых отметок путем вычитания из координат дробовых отметок соответствующих координат центра дробовой осыпи, а определение принадлежности дробовых отметок к одной из долей мишени производят сравнением преобразованных координат дробовых отметок с координатами границ долей n-дольной мишени, подсчитывают количество дробовых отметок в каждой доле мишени и вычисляют характеристики рассеяния по известным формулам. A shot is shot from a shotgun at the target, after which the optical signals are converted into electrical signals, the magnitude of which is proportional to the brightness of the optical signals, stored in the photodetectors, read the signals from the photodetectors, and converted into a digital code, using a matrix photodetector placed on the plane of the optical image of the target. proportional to the electrical signals of the photodetectors, and remember them in the form of a two-dimensional array corresponding to the matrix of photodetectors, with coded signals with a threshold value are updated and the decision on whether the signal belongs to a shot mark is made if the threshold value is exceeded, if, according to a priori data, the average brightness of the shot mark is greater than the average brightness of the unaffected portion of the target, or if the threshold value is not exceeded, if the average brightness of the shot mark is less than a priori average brightness of the unaffected portion of the target, remember in digital form the numbers of rows and columns of array elements with signal codes of shot marks, determine the coordinates fractions of the marks in the plane of the target, for which, for each element of the array with the code of the signal of the fractions, find the pairwise differences between the numbers of its row and column and the numbers of the row and column of the array element corresponding to the portion of the target taken as the origin, and multiply the obtained values of the difference for rows and columns by the linear resolution of the photodetector in the target plane, and the coordinates of the center of the shot scree are determined by summing the coordinates of shot marks along each of the coordinate axes with the next division of the sum by the total number of shot marks, use the mathematical model of the n-split target, for which the coordinates of the boundaries of the fractions of the n-split target relative to its center are stored in the form of digital codes, and the center of the target is combined with the center of the shot scree by transforming the coordinates of the shot marks by subtraction from the coordinates of the shot marks of the corresponding coordinates of the center of the shot scree, and the determination of the belonging of shot marks to one of the target lobes is made by comparing the converted the number of shot marks in each share of the target and calculate the scattering characteristics according to known formulas.

Технический результат, получаемый при выполнении совокупности вышеуказанных действий, обусловлен тем, что в результате этих действий обеспечивается измерение в цифровой форме координат дробовых отметок в плоскости мишени в качестве данных для определения характеристик рассеяния, а также использование в качестве n-дольной мишени ее полноразмерной математической модели, позволяющей производить подсчет дробовых отметок в долях мишени компьютером. Последнее является обоснованием причинно-следственной связи между техническим результатом и существенными признаками изобретения. The technical result obtained by performing the set of the above actions is due to the fact that as a result of these actions, the coordinates of shot marks in the target plane are measured in digital form as data for determining the scattering characteristics, as well as the use of its full-sized mathematical model as an n-dimensional target , allowing the calculation of shot marks in fractions of the target by the computer. The latter is the rationale for the causal relationship between the technical result and the essential features of the invention.

Сравнение предлагаемого способа определения характеристик рассеяния дробовых ружей со способом, принятым за прототип, показывает, что общими с прототипом действиями являются следующие. Comparison of the proposed method for determining the dispersion characteristics of shotguns with the method adopted for the prototype shows that the following are common with the prototype.

Производят выстрел по мишени, матричным фотоприемником, помещенным в плоскость сформированного объективом оптического изображения мишени, преобразуют оптические сигналы в электрические, величина которых пропорциональна яркости оптического сигнала, запоминают электрические сигналы фотоприемников, считывают сигналы фотоприемников и по этим сигналам определяют центр дробовой осыпи и вычисляют характеристики рассеяния. A shot is fired at the target, a matrix photodetector placed in the plane of the optical image of the target formed by the lens, the optical signals are converted into electrical ones, the magnitude of which is proportional to the brightness of the optical signal, the electrical signals of the photodetectors are stored, the signals of the photodetectors are read and the center of the shot scree is determined from these signals and the scattering characteristics are calculated .

Отличительными признаками (действиями) являются следующие. Distinctive features (actions) are the following.

Перед определением центра дробовой осыпи электрические сигналы фотоприемников преобразуют в цифровой код, пропорциональный значению электрического сигнала, и запоминают их в виде двумерного массива, соответствующего матрице фотоприемников, сравнивают кодированные сигналы фотоприемников с пороговым значением и решение о принадлежности сигнала к дробовой отметке принимают по превышению порогового значения, если по априорным данным средняя яркость оптического сигнала от дробовой отметки больше средней яркости оптического сигнала от непораженного участка мишени, или по не превышению порогового значения, если по априорным данным средняя яркость оптического сигнала от дробовой отметки меньше средней яркости оптического сигнала от непораженного участка мишени, запоминают в цифровом виде номера строк и столбцов элементов массива с кодами сигналов дробовых отметок, определяют координаты дробовых отметок в плоскости мишени, для чего для каждого элемента массива с кодом сигнала дробовой отметки находят попарно разности между номерами его строки и столбца и номерами строки и столбца элемента массива, соответствующего участку мишени, принятому за начало координат, и умножают полученные значения разности для строк и столбцов на величину линейного разрешения фотоприемника в плоскости мишени, причем определение координат центра дробовой осыпи производят суммированием координат дробовых отметок по каждой из осей координат с последующим делением суммы на общее число дробовых отметок, используют математическую модель n-дольной мишени, для чего запоминают в виде цифровых кодов координаты границ долей n-дольной мишени относительно ее центра, причем совмещение центра мишени с центром дробовой осыпи осуществляют преобразованием координат дробовых отметок путем вычитания из координат дробовых отметок соответствующих координат центра дробовой осыпи, а определение принадлежности дробовых отметок к одной из долей мишени производят сравнением преобразованных координат дробовых отметок с координатами границ долей n-дольной мишени. Before determining the center of the shot scree, the electrical signals of the photodetectors are converted into a digital code proportional to the value of the electrical signal, and stored in the form of a two-dimensional array corresponding to the matrix of photodetectors, the encoded signals of the photodetectors are compared with a threshold value and the decision on whether the signal belongs to the shot mark is made when the threshold value is exceeded if, according to a priori data, the average brightness of the optical signal from the shot mark is greater than the average brightness of the optical signal of the unaffected portion of the target, or by not exceeding the threshold value, if, according to a priori data, the average brightness of the optical signal from the shot mark is less than the average brightness of the optical signal from the unaffected portion of the target, the numbers of the rows and columns of the array elements with the codes of fractional marking signals are stored in digital form, the coordinates are determined shot marks in the target plane, for which, for each element of the array with a shot mark signal code, the differences between the numbers of its row and column and the numbers of st rock and column of the array element corresponding to the target area, taken as the origin, and multiply the obtained difference values for rows and columns by the linear resolution of the photodetector in the target plane, and the coordinates of the center of the shot scree are determined by summing the coordinates of shot marks along each of the coordinate axes with then dividing the sum by the total number of shot marks, use the mathematical model of the n-fractional target, for which the coordinates of the boundaries of the fractions of n-up are stored in the form of digital codes of the target relative to its center, and combining the center of the target with the center of the shot scree is carried out by converting the coordinates of shot marks by subtracting the coordinates of the center of the shot scree from the coordinates of the shot scores, and determining whether the shot marks belong to one of the fractions of the target by comparing the converted coordinates of the shot marks with the coordinates of the borders share of n-lobar target.

Изобретение поясняется чертежами, где
фиг. 1 - блок-схема устройства для определения характеристик рассеяния дробовых ружей. Устройство является одним из возможных вариантов, с помощью которого можно пояснить осуществление предлагаемого способа.
The invention is illustrated by drawings, where
FIG. 1 is a block diagram of a device for determining the dispersion characteristics of shotguns. The device is one of the possible options, with which you can explain the implementation of the proposed method.

Фиг.2 - блок-схема упрощенного алгоритма получения изображения мишени на мониторе компьютера. Figure 2 is a block diagram of a simplified algorithm for obtaining a target image on a computer monitor.

Фиг.3 - блок-схема алгоритма функционирования вычислителя. Figure 3 - block diagram of the algorithm of operation of the calculator.

Предлагаемый способ определения характеристик рассеяния дробовых ружей и боеприпасов состоит в следующем. Производят выстрел из дробового ружья по мишени, выбирая за точку прицеливания центральную часть мишени. С помощью объектива получают изображение мишени. Изображение мишени, сформированное объективом, считывают матричным фотоприемником, помещенным в плоскость оптического изображения мишени, при этом расстояние между объективом и мишенью выбирают таким образом, чтобы поле зрения матричного фотоприемника перекрывало всю мишень. С помощью фотоприемника преобразуют оптические сигналы в электрические, величина которых пропорциональна энергетическим параметрам оптического сигнала - яркости, интенсивности и т.д. В качестве электрических сигналов обычно используют напряжение. Запоминают эти сигналы в аналоговой форме, затем последовательно считывают сигналы фотоприемников и с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуют их в цифровой код. Таким образом, на выходе АЦП получают в цифровом виде величину, пропорциональную яркости оптического сигнала, приходящего с мишени. Полученные цифровые коды запоминают в памяти компьютера в виде двумерного массива, каждый элемент которого в цифровом виде описывает оптическое изображение мишени. Этот массив полностью соответствует матрице фотоприемников. Последовательно выбирая из памяти компьютера элементы этого массива, сравнивают каждый из них с пороговым значением для выделения элементов массива, соответствующих дробовым отметкам. Основой для выделения дробовых отметок на фоне непораженных участков мишени служит различие яркостей их оптических сигналов или различие закодированных в цифровом виде значений сигналов фотоприемников (значений элементов цифрового массива), другими словами - контраст между этими сигналами. Например, если мишень выполнена в виде листа белой бумаги, а освещение ее производят с тыльной стороны, то изображения дробовых отметок будут выглядеть яркими точками по сравнению с непораженными участками мишени, а значения кодированных сигналов соответствующих фотоприемников будут превышать значения кодированных сигналов всех остальных фотоприемников матрицы, соответствующих непораженным участкам мишени. И наоборот, если освещать такую мишень с фронтальной стороны, непораженные участки мишени будут выглядеть более яркими, чем дробовые отметки, а значения кодированных сигналов фотоприемников, соответствующих непораженным участкам мишени, будут превышать значения кодированных сигналов фотоприемников, соответствующих дробовым отметкам. Чем больше контраст между сигналами указанных групп фотоприемников матрицы, тем меньше вероятность ошибочных решений при выделении дробовых отметок. Требуемый для надежного выделения дробовой отметки уровень контрастности обеспечивается такими параметрами как конструкция и материал мишени, мощность и тип осветителей, экспозиция и др. Если по априорным данным яркость дробовой отметки в среднем больше яркости непораженного участка мишени, то решение о принадлежности исследуемого элемента массива дробовой отметке принимают при превышении порогового значения этим элементом. Если же по априорным данным яркость дробовой отметки наоборот в среднем меньше яркости непораженного участка мишени, то решение о принадлежности исследуемого элемента массива дробовой отметке принимают по не превышению порогового значения этим элементом. Пороговое значение, с которым производят сравнение значений кодированных сигналов фотоприемников матрицы, определяют в соответствии с одним из выбранных критериев принятия решения, например критерием Неймана-Пирсона, критерием "идеального наблюдателя" или другими критериями, известными в теории принятия решений (раздел теории вероятностей). Определение порогового значения может быть произведено, например, следующим образом: до производства выстрелов формируют оптическое изображение непораженной мишени при тех же условиях освещения и экспозиции, что и при определении параметров рассеивания, кодируют в цифровом виде значения электрических сигналов фотоприемников матрицы, запоминают их и по полученной выборке путем ее статистической обработки строят гистограмму закона распределения плотности вероятности значений этих сигналов, определяют их математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение, при этом пороговое значение выбирают таким образом, чтобы разность между выбранным пороговым значением и полученным математическим ожиданием, взятая по модулю, превышала среднеквадратическое отклонение (например, в 1,5...2 раза). Если известно, что дробовые отметки ярче непораженных участков мишени, то пороговое значение должно быть больше математического ожидания на величину этой разности. Если известно, что непораженные участки мишени ярче дробовых отметок, то пороговое значение должно быть меньше математического ожидания на величину этой разности. После сравнения всех элементов массива с пороговым значением и принятия решения о выделении элементов массива с кодами сигналов дробовых отметок запоминают в цифровом виде номера строк и столбцов этих элементов и для каждого найденного элемента массива с кодом сигнала дробовой отметки находят попарно разности между номерами его строки и столбца и номерами строки и столбца элемента массива, соответствующего участку мишени, принятому за начало координат. За начало координат удобнее всего принять угол мишени. Например, пусть угол мишени зафиксирован в элементе массива с номером строки i0 и номером столбца j0, а исследуемый элемент массива дробовых отметок имеет номер строки i1 и номер столбца j1. Находят разности (i1-i0) и (j1-j0) и, умножая полученные значения разностей на величину линейного разрешения фотоприемника матрицы в плоскости мишени Δ, определяют координаты x1 и у1 исследуемой дробовой отметки в плоскости мишени в выбранной системе координат. Аналогично находят координаты хn и уn остальных дробовых отметок и запоминают их в виде соответствующих массивов. Суммируя затем соответствующие координаты всех дробовых отметок и деля полученные значения сумм на общее число дробовых отметок, находят координаты центра дробовой осыпи Х и Y в плоскости мишени, т.е.:

Figure 00000006

Figure 00000007

Найденные и запомненные в памяти компьютера в виде массивов координаты дробовых отметок после определения координат центра дробовой осыпи преобразуются, для чего находят разности соответствующих координат каждой дробовой отметки и координат центра дробовой осыпи. Вновь полученные массивы координат в отличие от первоначальных содержат координаты дробовых отметок относительно центра дробовой осыпи. Таким приемом осуществляется необходимое совмещение центра n-дольной мишени с центром дробовой осыпи. Преобразованные координаты каждой дробовой отметки затем сравнивают с координатами границ долей математической модели n-дольной мишени относительно ее центра, хранящихся в памяти компьютера в виде цифровых кодов, и определяют принадлежность дробовой отметки к одной из долей n-дольной мишени. Каждая доля трафарета мишени задана в полярных координатах начальным и конечным радиусами, а также начальным и конечным углами отсчета. Для определения принадлежности очередной дробовой отметки к какой-либо доле трафарета мишени координаты этой отметки также преобразуются в полярные координаты, характеризующиеся радиусом и углом отсчета. Затем полученные радиус и угол отсчета отметки сравнивают соответственно с начальными и конечными радиусами и углами для доли трафарета мишени. Если радиус и угол координат отметки меньше конечных и больше начальных соответственно радиусов и углов доли мишени, то принимают решение о принадлежности данной отметки выбранной доле трафарета мишени. После суммирования количества отметок в каждой из долей трафарета мишени производят окончательное вычисление параметров рассеяния по известным формулам.The proposed method for determining the dispersion characteristics of shotguns and ammunition is as follows. A shot from a shotgun is fired at the target, choosing the central part of the target for the aiming point. Using the lens, an image of the target is obtained. The target image formed by the lens is read by a matrix photodetector placed in the plane of the optical image of the target, and the distance between the lens and the target is selected so that the field of view of the matrix photodetector overlaps the entire target. Using a photodetector, optical signals are converted into electrical ones, the value of which is proportional to the energy parameters of the optical signal - brightness, intensity, etc. Voltage is usually used as electrical signals. These signals are stored in analog form, then the signals of photodetectors are sequentially read and, using an analog-to-digital converter (ADC), they are converted into a digital code. Thus, at the ADC output, a digital value is obtained proportional to the brightness of the optical signal coming from the target. The resulting digital codes are stored in the computer memory in the form of a two-dimensional array, each element of which digitally describes the optical image of the target. This array is fully consistent with the matrix of photodetectors. By sequentially selecting the elements of this array from the computer’s memory, each of them is compared with a threshold value for highlighting the elements of the array corresponding to fractional marks. The basis for distinguishing shot marks against the background of unaffected areas of the target is the difference in the brightness of their optical signals or the difference in digitally encoded values of the signals of the photodetectors (values of the elements of the digital array), in other words, the contrast between these signals. For example, if the target is made in the form of a sheet of white paper, and it is illuminated from the back, then the images of shot marks will look like bright dots in comparison with the unaffected areas of the target, and the values of the encoded signals of the corresponding photodetectors will exceed the values of the encoded signals of all the other photodetectors of the matrix, corresponding to unaffected areas of the target. Conversely, if you illuminate such a target from the front, the unaffected areas of the target will look brighter than the shot marks, and the values of the encoded signals of the photodetectors corresponding to the unaffected areas of the target will exceed the values of the encoded signals of the photodetectors corresponding to the shot marks. The greater the contrast between the signals of the indicated groups of photodetectors of the matrix, the less the likelihood of erroneous decisions when highlighting shot marks. The contrast level required for reliable identification of a shot mark is ensured by such parameters as the design and material of the target, power and type of illuminators, exposure, etc. If, according to a priori data, the brightness of the shot mark is on average greater than the brightness of the unaffected portion of the target, then the decision on whether the studied element of the array is shot taken when the threshold value is exceeded by this element. If, according to a priori data, the brightness of the shot mark is, on the contrary, on average less than the brightness of the unaffected portion of the target, then the decision about the belonging of the studied element of the array to the shot mark is made without exceeding the threshold value by this element. The threshold value with which the values of the encoded signals of the photodetectors of the matrix are compared is determined in accordance with one of the selected decision criteria, for example, the Neumann-Pearson criterion, the “ideal observer” criterion, or other criteria known in decision theory (section of probability theory). The threshold value can be determined, for example, as follows: before firing shots, an optical image of the unaffected target is formed under the same lighting and exposure conditions as when determining the scattering parameters, the values of the electrical signals of the photodetectors of the matrix are encoded in digital form, and they are also stored by the received a sample by statistical processing of the sample, a histogram of the law of the probability density distribution of the values of these signals is built, their expected value and standard deviation, while the threshold value is chosen so that the difference between the selected threshold value and the expected value, taken modulo, exceeds the standard deviation (for example, 1.5 ... 2 times). If it is known that shot marks are brighter than the unaffected areas of the target, then the threshold value should be greater than the mathematical expectation by the value of this difference. If it is known that the unaffected areas of the target are brighter than shot marks, then the threshold value should be less than the mathematical expectation by the value of this difference. After comparing all elements of the array with a threshold value and deciding on the allocation of array elements with fractional signal codes, the numbers of rows and columns of these elements are stored in digital form, and for each found array element with a fractional signal code, pairwise differences between its row and column numbers are found and the row and column numbers of the array element corresponding to the portion of the target taken as the origin. It is most convenient to take the angle of the target as the origin. For example, suppose that the target angle is fixed in an array element with row number i 0 and column number j 0 , and the element under investigation of the shot mark array has row number i 1 and column number j 1 . Find the differences (i 1 -i 0 ) and (j 1 -j 0 ) and, multiplying the obtained values of the differences by the linear resolution of the photodetector of the matrix in the target plane Δ, determine the coordinates x 1 and 1 of the studied shot marks in the target plane in the selected system coordinates. Similarly, the coordinates x n and n of the remaining shot marks are found and stored in the form of corresponding arrays. Then, summing up the corresponding coordinates of all shot marks and dividing the obtained values of the sums by the total number of shot marks, find the coordinates of the center of the shot scree X and Y in the target plane, i.e.:
Figure 00000006

Figure 00000007

The coordinates of shot marks found and stored in the computer memory in the form of arrays are converted after determining the coordinates of the center of the shot scree, for which they find the differences of the corresponding coordinates of each shot mark and the coordinates of the center of the shot scree. The newly obtained coordinate arrays, unlike the original ones, contain the coordinates of shot marks relative to the center of the shot scree. This technique provides the necessary combination of the center of the n-prong target with the center of the shot scree. The transformed coordinates of each shot mark are then compared with the coordinates of the boundaries of the fractions of the mathematical model of the n-fractional target relative to its center, stored in computer memory as digital codes, and the fractional mark belongs to one of the fractions of the n-fractional target. Each fraction of the target stencil is specified in polar coordinates by the initial and final radii, as well as the initial and final reference angles. To determine whether the next shot mark belongs to any fraction of the target stencil, the coordinates of this mark are also converted to polar coordinates, characterized by the radius and angle of reference. Then, the obtained radius and reference angle of the mark are compared, respectively, with the starting and ending radii and angles for the fraction of the target stencil. If the radius and coordinate angle of the mark are less than the final ones and larger than the initial radii and angles of the target’s lobe, then a decision is made whether the given mark belongs to the selected fraction of the target’s stencil. After summing the number of marks in each of the fractions of the target stencil, the final calculation of the scattering parameters by known formulas is performed.

Осуществление предлагаемого способа определения характеристик рассеяния дробовых ружей можно рассмотреть на примере устройства, блок-схема которого приведена на фиг.1. The implementation of the proposed method for determining the dispersion characteristics of shotguns can be considered on the example of a device, a block diagram of which is shown in figure 1.

Устройство содержит мишень 1, выполненную, например, в виде плоского листа размером около 1,5 х 1,5 м из частично прозрачного материала, например белой бумаги. Мишень помещается в непрозрачную рамку 2, размеры которой известны и ориентированы параллельно осям координат, и освещается с тыльной стороны или с фронтальной стороны источниками света. На фиг.1 рассмотрен вариант освещения с тыльной стороны источниками света 3. The device comprises a target 1, made, for example, in the form of a flat sheet about 1.5 x 1.5 m in size from partially transparent material, for example, white paper. The target is placed in an opaque frame 2, the dimensions of which are known and oriented parallel to the coordinate axes, and is illuminated from the back or from the front by light sources. Figure 1 considers the option of lighting from the back with light sources 3.

Изображение мишени формируется оптической системой или объективом 4. В качестве объектива могут быть использованы стандартные объективы типа "Индустар", "Гелиос" и др. с соответствующим фокусным расстоянием. Выбор объектива определяется расстоянием, с которого будет осуществляться формирование изображения мишени, в частности, при использовании объективов типа "Вега" можно производить съемку с огневого рубежа (порядка 35 м от мишени). Объектив 4 оптически сопряжен с мишенной плоскостью и проецирует ее изображение на фоточувствительную площадку фотоприемного устройства 5, выполненного в виде ПЗС-матрицы, принцип работы которых и устройство известны [4] . В качестве ПЗС- матриц могут быть использованы серийные приборы типа К1200ЦМ15 и др., подробное описание которых приведено там же. The image of the target is formed by an optical system or lens 4. Standard lenses such as Industar, Helios, etc. with the corresponding focal length can be used as a lens. The choice of lens is determined by the distance from which the target image will be formed, in particular, when using Vega lenses, it is possible to shoot from the firing line (about 35 m from the target). The lens 4 is optically coupled to the target plane and projects its image onto the photosensitive area of the photodetector 5, made in the form of a CCD matrix, the principle of operation of which and the device are known [4]. As CCD matrices, serial devices of the K1200TSM15 type and others can be used, a detailed description of which is given there.

Первый электрический вход ПЗС-матрицы через последовательно соединенные преобразователь уровня 6, формирователь фазных сигналов накопления 7 и элемент И 8 подключен к первому выходу синхронизатора 9. Второй электрический вход ПЗС-матрицы через последовательно соединенные преобразователь уровня 10 и формирователь фазных сигналов памяти 11 подключен ко второму выходу синхронизатора 9. Третий электрический вход ПЗС-матрицы через последовательно соединенные преобразователь уровня 12 и формирователь фазных сигналов выходного регистра 13 подключен к третьему выходу синхронизатора 9. В качестве формирователей фазных сигналов 7, 11 и 13 могут быть применены серийные микросхемы типа К1138АП1 [4], основой которых являются кольцевые счетчики. Преобразователи уровней 6, 10 и 12, обеспечивающие преобразование входных сигналов ТТЛ-уровней в управляющие сигналы, подаваемые непосредственно на ПЗС-матрицу, могут быть реализованы на основе серийных микросхем типа К1119ПУ1 - ПУЗ [4]. Второй вход схемы И 8 соединен с первым выходом формирователя импульса накопления 14, второй выход которого подключен ко второму входу синхронизатора 9. Первый вход синхронизатора 9 соединен с выходом генератора тактовых импульсов 15 и со вторым входом формирователя 14. Генератор тактовых импульсов может быть выполнен на основе серийного кварцевого генератора типа "Гиацинт", работающего на частоте 5 МГц и счетчиках, собранных на серийных микросхемах типа К155ИЕ6 и др. Первый вход формирователя 14 подключен к пульту управления 16. С пульта 16 в виде соответствующих напряжений подается команда "Пуск", которая поступает на формирователь 14, команды "Запись"-"Считывание" управления блоком памяти 17 и команда изменения длительности импульса накопления, посредством которой можно изменять длительность импульса накопления ПЗС-матрицы путем изменения кодов, записываемых в формирователе 14. Электрический выход ПЗС-матрицы 6 соединен с первым входом видеоусилителя 18, второй вход которого подключен к четвертому выходу синхронизатора 9. Выход видеоусилителя 18 связан с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 19, управляющий вход которого также подключен к четвертому выходу синхронизатора 14. Видеоусилитель 18 целесообразно выполнить по схеме двойной коррелированной выборки, принцип действия и схемные решения такого исполнения представлены в [4]. В качестве АЦП 19 могут быть использованы, например, серийные приборы типа К572ВП1 на восемь разрядов. Цифровой выход АЦП шиной данных подключен к входу блока памяти 17, входы управления которого подключены к формирователю служебных сигналов (ФСС) 20, а адресные входы АЦП 19 соединены адресной шиной со счетчиком адреса 21. Блок памяти может быть выполнен на основе серийно выпускаемых микросхем, например К565РУ9. Выходы блока памяти 17 через шину данных подключены к вычислителю 22, который снабжен видеоконтрольным устройством 23. В качестве вычислителя могут быть использованы серийные компьютеры типа IBM PC в стандартной комплектации. Управление блоком памяти со стороны компьютера организуется через стандартный параллельный порт ввода-вывода, команды которого поступают в блок памяти 17 через ФСС 20. Второй вход ФСС соединен с пятым выходом синхронизатора 9. Синхронизатор 9, формирователи 14 и 20 могут быть выполнены на микросхемах типа К589ХЛ4, принцип действия которой и возможности представлены в [5]. Возможно также использование специализированных БИС серии К1124 [4]. Запоминающее устройство модели стодольной мишени 24 шиной данных связано с вычислителем 22. The first electrical input of the CCD matrix through a series-connected level converter 6, the phase driver of accumulation signals 7 and the element And 8 is connected to the first output of the synchronizer 9. The second electrical input of the CCD matrix through series-connected converter of the level 10 and the phase generator of memory signals 11 is connected to the second the output of the synchronizer 9. The third electrical input of the CCD matrix through a series-connected level converter 12 and the phase shaper of the output register 13 under for prison to the third output of the synchronizer circuit 9. The serial K1138AP1 type [4] may be used as formers phase signals 7, 11 and 13, which are based on ring counters. Converters of levels 6, 10 and 12, which provide the conversion of the input signals of TTL levels to control signals supplied directly to the CCD matrix, can be implemented on the basis of serial microcircuits of the type K1119PU1 - ПУЗ [4]. The second input of the And 8 circuit is connected to the first output of the accumulator 14, the second output of which is connected to the second input of the synchronizer 9. The first input of the synchronizer 9 is connected to the output of the clock 15 and the second input of the shaper 14. The clock can be made based on a serial crystal generator of the Hyacinth type operating at a frequency of 5 MHz and counters assembled on serial microcircuits of the K155IE6 type and others. The first input of the former 14 is connected to the control panel 16. From the panel 16 in the form of the corresponding voltages, the “Start” command is supplied, which is supplied to the shaper 14, the “Write” - “Read” command of the control of the memory unit 17, and the command to change the accumulation pulse duration, by which it is possible to change the accumulation pulse duration of the CCD matrix by changing the codes recorded in the shaper 14. The electrical output of the CCD matrix 6 is connected to the first input of the video amplifier 18, the second input of which is connected to the fourth output of the synchronizer 9. The output of the video amplifier 18 is connected to the analog input of analog a digital converter (ADC) 19, the control input of which is also connected to the fourth output of the synchronizer 14. It is advisable to perform the video amplifier 18 according to the double correlated sampling scheme, the operating principle and circuit solutions of this design are presented in [4]. As the ADC 19 can be used, for example, serial devices of the type K572VP1 for eight digits. The digital output of the ADC by a data bus is connected to the input of the memory unit 17, the control inputs of which are connected to the signal conditioning system (FSS) 20, and the ADC address inputs 19 are connected by the address bus to the address counter 21. The memory unit can be based on commercially available chips, for example K565RU9. The outputs of the memory unit 17 are connected via a data bus to a computer 22, which is equipped with a video monitoring device 23. Serial computers of the IBM PC type as standard can be used as a computer. The control of the memory block from the computer side is organized through a standard parallel I / O port, the commands of which are sent to the memory block 17 through the FSS 20. The second input of the FSS is connected to the fifth output of the synchronizer 9. Synchronizer 9, the drivers 14 and 20 can be executed on type K589XL4 microcircuits whose operating principle and capabilities are presented in [5]. It is also possible to use specialized LSIs of the K1124 series [4]. The memory device of the model of the stodolny target 24 data bus connected to the computer 22.

Функционирование устройства происходит следующим образом. Вначале производится выстрел из испытуемого ружья (на схеме не показано) по центру мишени 1. После выстрела включают освещение 3 мишени 1 и подготавливают электронно-оптическую часть устройства. Для этого формирователь команд "Запись" - "Считывание" на пульте 16 переводят в режим "Запись", переключатель длительности импульса накопления на том же пульте устанавливают в среднем положении и включают питание. После включения запускается тактовый генератор 15, импульсы которого поступают в синхронизатор 9. Синхронизатор 9 выдает управляющие команды на формирователи 7, 11 и 13 (через схему И 8), которые в свою очередь формируют фазовые сигналы управления ПЗС-матрицей, поступающие на нее через преобразователи уровня 6, 10 и 12. Под действием этих сигналов в матрице очищаются все регистры. Одновременно с этим синхронизатор 9 выдает команды на ФСС 20, под действием которых обнуляется счетчик адреса памяти 21, блокируется поступление в него тактовых импульсов, а блок памяти 17 переводится в режим записи. На этом подготовительная часть функционирования устройства заканчивается. Последующие операции осуществляют с помощью пульта управления 16. Подачей команды "Пуск" с пульта управления 16 начинается этап формирования кадра изображения мишени 1. Изображение мишени 1, сформированное объективом 4, проецируется на фоточувствительную площадку ПЗС-матрицы 5. По команде "Пуск" формирователь импульса накопления 14 формирует на втором входе схемы И 8 отрицательный импульс, под действием которого схема И 8 блокирует поступление тактовых импульсов на формирователь фазного сигнала накопления 7, в результате чего в каждом элементе секции накопления матрицы 5 накапливаются заряды, пропорциональные освещенности (яркости) участка мишени 1, находящегося в поле зрения элемента разрешения ПЗС-матрицы 5. По окончании импульса накопления схема И 8 восстанавливает прохождение тактовых импульсов в формирователь фазных сигналов 7 секции накопления матрицы 5, чем обеспечивается перевод зарядов в секцию памяти ПЗС-матрицы, а затем в выходной регистр. В выходном устройстве регистра матрицы заряд преобразуется в напряжение, которое подается на вход видеоусилителя 18. При появлении первого импульса напряжения на электрическом выходе ПЗС-матрицы, соответствующего некоторому первому элементу разрешения, синхронизатор 9 деблокирует поступление тактовых импульсов в счетчик адреса 21 памяти 17. Видеоимпульс с выхода матрицы 5 усиливается в видеоусилителе 18 и подается на аналоговый вход АЦП 19, где его амплитуда преобразуется в цифровой код, который поступает на вход записи блока памяти 17. Первый же пришедший в ФСС 20 тактовый импульс установит начальный адрес ячейки памяти, в которую будет произведена запись полученного кода, и сформирует импульс записи. Со следующим тактовым импульсом на выходе ПЗС-матрицы 5 появится видеоимпульс, соответствующий следующему элементу разрешения, который пройдет тот же путь, но запишется в ячейку памяти со своим адресом. После прохождения последнего импульса кадра изображения синхронизатор 9 опять заблокирует счетчик адреса 21 и блок памяти 17 от записи. Таким образом, изображение мишени 1 в цифровой форме будет зафиксировано в ячейках блока памяти 17. Передача полученной информации из блока памяти 17 в вычислитель 22 осуществляется следующим образом. Командой "Считывание" с пульта управления 16 через синхронизатор 9 и ФСС 20 блок памяти 17 переводится в режим считывания, обнуляется счетчик адреса 21 и блокируется прохождение на него тактовых импульсов. При использовании в качестве вычислителя компьютера типа IBM PC передачу данных в компьютер можно произвести через параллельный порт ввода-вывода в соответствии со стандартным протоколом [6]. Далее по команде компьютера через ФСС 20 устанавливается начальный адрес ячейки памяти 17, выход блока памяти 17 подключается к шине ввода-вывода и импульсом считывания происходит съем параллельного кода в память компьютера. Используя алгоритм, блок-схема которого представлена на фиг.2, изображение мишени выводится на монитор 23 для визуального контроля. The operation of the device is as follows. First, a shot is fired from the tested gun (not shown in the diagram) in the center of target 1. After the shot, the illumination of 3 targets 1 is turned on and the electron-optical part of the device is prepared. To do this, the command generator "Record" - "Read" on the remote control 16 is transferred to the "Record" mode, the accumulator pulse duration switch on the same remote control is set in the middle position and the power is turned on. After switching on, the clock generator 15 starts, the pulses of which are fed to the synchronizer 9. The synchronizer 9 issues control commands to the drivers 7, 11 and 13 (through the I 8 circuit), which in turn generate phase signals to control the CCD matrix, which are supplied to it through the converters levels 6, 10 and 12. Under the influence of these signals in the matrix, all registers are cleared. At the same time, the synchronizer 9 issues commands to the FSS 20, under the influence of which the counter of the memory address 21 is reset, the arrival of clock pulses into it is blocked, and the memory block 17 is transferred to the recording mode. This preparatory part of the operation of the device ends. Subsequent operations are carried out using the control panel 16. The “Start” command from the control panel 16 starts the stage of forming the image frame of the target 1. The image of the target 1, formed by the lens 4, is projected onto the photosensitive area of the CCD matrix 5. On the “Start” command, the pulse shaper accumulation 14 forms a negative pulse at the second input of circuit And 8, under the action of which circuit And 8 blocks the arrival of clock pulses to the shaper of the phase signal of accumulation 7, as a result of which in each element The e sections of the matrix 5 accumulate charges that are proportional to the illumination (brightness) of the target portion 1 located in the field of view of the resolution element of the CCD matrix 5. At the end of the accumulation pulse, the I 8 circuit restores the passage of clock pulses to the phase shaper 7 of the matrix 5 section, than charges are transferred to the memory section of the CCD matrix, and then to the output register. In the output device of the matrix register, the charge is converted to a voltage that is supplied to the input of the video amplifier 18. When the first voltage pulse appears on the electric output of the CCD matrix corresponding to some first resolution element, the synchronizer 9 releases the arrival of clock pulses in the counter of address 21 of the memory 17. Video pulse with the output of the matrix 5 is amplified in the video amplifier 18 and fed to the analog input of the ADC 19, where its amplitude is converted into a digital code, which is fed to the recording input of the memory block 17. First th same comes in the FSS clock 20 establishes the initial address of the memory cell in which recording is effected received code, and generate a recording pulse. With the next clock pulse at the output of the CCD matrix 5, a video pulse will appear corresponding to the next resolution element, which will go the same way, but will be written to the memory cell with its address. After the passage of the last pulse of the image frame, the synchronizer 9 again locks the address counter 21 and the memory block 17 from writing. Thus, the image of the target 1 in digital form will be recorded in the cells of the memory unit 17. The transmission of the received information from the memory unit 17 to the computer 22 is as follows. The command "Read" from the control panel 16 through the synchronizer 9 and the FSS 20, the memory unit 17 is transferred to the read mode, the address counter 21 is reset, and the passage of clock pulses to it is blocked. When using an IBM PC-type computer as a computer, data can be transferred to a computer via a parallel I / O port in accordance with the standard protocol [6]. Then, at the command of the computer, through the FSS 20, the starting address of the memory cell 17 is established, the output of the memory block 17 is connected to the I / O bus and a read pulse is used to remove the parallel code in the computer's memory. Using the algorithm, the block diagram of which is shown in figure 2, the image of the target is displayed on the monitor 23 for visual inspection.

Если контраст полученного изображения недостаточен, то переключателем длительности импульса накопления на пульте управления 16 длительность этого импульса увеличивают, повторяя все описанные ранее операции. Если контраст изображения мишени 1 на мониторе удовлетворительный, то производится окончательная обработка изображения в соответствии с алгоритмом, упрощенная блок-схема которого приведена на фиг.3. Математическая модель контрольной стодольной мишени заранее формируется в запоминающем устройстве 24 компьютера в виде граничных условий, описывающих расположение и границы каждой из 100 долей мишени относительно ее центра. If the contrast of the obtained image is insufficient, then the accumulator pulse duration switch on the control panel 16 increases the duration of this pulse by repeating all the operations described above. If the contrast of the image of the target 1 on the monitor is satisfactory, then the final image processing is performed in accordance with the algorithm, a simplified block diagram of which is shown in Fig.3. The mathematical model of the control target is preformed in the computer storage device 24 in the form of boundary conditions describing the location and boundaries of each of the 100 lobes of the target relative to its center.

При подсветке мишени 1 с тыльной стороны изображения дробовых отметок будут выглядеть как яркие точки по отношению к изображениям непробитых участков мишени. Изображение рамки 2 наоборот будет выглядеть темным по сравнению с непробитыми участками мишени, что обеспечивает высокую контрастность изображения мишени и, следовательно, высокую надежность выделения дробовых отметок. В соответствии с алгоритмом вычисления, представленным на фиг.3, определяются начало координат, направления осей координат и масштаб изображения, после чего вычисляются координаты дробовых отметок в выбранной системе координат. За начало координат может быть принята любая точка мишени. Для удобства вычислений за начало координат лучше принять угол рамки мишени, а по ее известным размерам с помощью изображения мишени, зафиксированного ПЗС-матрицей, можно оценить линейное разрешение каждого фотоприемника, параметр, необходимый для определения координат дробовых отметок в плоскости мишени. Например, если размер вертикальной стороны рамки составляет 1,5 м, а ее изображение занимает 600 элементов разрешения по вертикали, то линейное разрешение каждого фотоприемника находится как 1,5 м/ 600=0,0025 м. When target 1 is illuminated from the back, the images of shot marks will look like bright dots in relation to the images of unbroken portions of the target. On the contrary, the image of frame 2 will look dark in comparison with the unbroken portions of the target, which ensures high contrast of the target image and, therefore, high reliability of the selection of shot marks. In accordance with the calculation algorithm presented in figure 3, the origin, the directions of the coordinate axes and the image scale are determined, after which the coordinates of shot marks in the selected coordinate system are calculated. Any point of the target can be taken as the origin. For the convenience of calculations, it is better to take the angle of the target frame as the origin, and according to its known size, using the image of the target captured by the CCD matrix, you can estimate the linear resolution of each photodetector, a parameter necessary to determine the coordinates of shot marks in the target plane. For example, if the size of the vertical side of the frame is 1.5 m, and its image occupies 600 vertical resolution elements, then the linear resolution of each photodetector is 1.5 m / 600 = 0.0025 m.

В случае, когда изображение дробовой отметки занимает несколько элементов матрицы, путем суммирования соответствующих координат элементов и делением полученных значений суммы на общее число занятых отметкой элементов преобразуют его в один элемент, соответствующий центру изображения отметки. In the case when the image of the shot mark occupies several elements of the matrix, by summing the corresponding coordinates of the elements and dividing the obtained values of the sum by the total number of elements occupied by the mark, it is converted into one element corresponding to the center of the mark image.

Таким образом, предложенный способ может быть реализован с помощью рассмотренного устройства, обеспечивая ряд преимуществ перед известными способами. Учитывая то, что производительность современных компьютеров высока, определение параметров рассеивания для каждого выстрела будет происходить практически в режиме реального времени, при этом повышается точность их определения. Thus, the proposed method can be implemented using the considered device, providing a number of advantages over known methods. Given that the performance of modern computers is high, the determination of the dispersion parameters for each shot will occur in almost real time, while increasing the accuracy of their determination.

Дополнительным преимуществом предложенного способа является возможность применения других алгоритмов обработки дробовой осыпи, в том числе основанных на законах математической статистики. Базой для этого служит сформированный в цифровом виде массив координат пробоин. Так, например, известно применение в дробовых ружьях дульных насадок типа "утиный нос" [7]. Такие насадки формируют дробовую осыпь в виде эллипса, сильно вытянутого по горизонтали, в отличие от ружей с обычными типами дульных сужений (цилиндр, цилиндр с напором, слабый чок, средний чок и т.д.), дающих приблизительно круговую осыпь. Анализировать такую эллиптическую осыпь с помощью алгоритма стодольной круговой контрольной мишени не корректно. Предложенный способ дает возможность, применяя иную, а при необходимости и специально разработанную для данного случая модель расчета, получать количественные характеристики дробовых осыпей такого типа, вводя эту модель в виде соответствующего алгоритма в память компьютера. An additional advantage of the proposed method is the possibility of using other algorithms for processing shot scree, including those based on the laws of mathematical statistics. The basis for this is a digitally generated array of coordinates of holes. So, for example, it is known to use duck-nose muzzle attachments in shotguns [7]. Such nozzles form a shot scree in the form of an ellipse strongly elongated horizontally, unlike shotguns with the usual types of muzzle taperings (cylinder, pressure cylinder, weak choke, medium choke, etc.), giving an approximately circular scree. It is not correct to analyze such an elliptical scree using the algorithm of the cantilever circular control target. The proposed method makes it possible, using a different, and if necessary specially designed for this case, calculation model, to obtain quantitative characteristics of shot scree of this type by entering this model in the form of an appropriate algorithm in the computer's memory.

Другим дополнительным преимуществом предлагаемого способа является то, что в случае применения разрушаемых типов мишеней появляется возможность хотя бы двукратного их использования путем вычитания из изображения мишени, получаемого после второго выстрела, ее изображения, полученного после предыдущего выстрела. Another additional advantage of the proposed method is that in the case of using destructible types of targets, it becomes possible to use them at least twice by subtracting from the image of the target obtained after the second shot, its image obtained after the previous shot.

Источники информации
1. Трофимов В.Н. Охотничьи боеприпасы и снаряжение патронов к охотничьим ружьям: - Мн.: "Современное слово", М.: "Издательство Рученькина", 1998, 320 с.
Sources of information
1. Trofimov V.N. Hunting ammunition and equipment for cartridges for hunting rifles: - Мn .: "Sovremennoe slovo", M .: "Publishing House Ruchenkina", 1998, 320 p.

2. Патент РФ RU 2037132 С1, кл. F 41 J 5/00 по заявке 5003366/23 от 25.09.91. 2. RF patent RU 2037132 C1, cl. F 41 J 5/00 according to the application 5003366/23 of 09.25.91.

3. Патент РФ RU 2074371 С1, кл. F 41 J 5/02 по заявке 94008434/08 от 01.03.94. 3. RF patent RU 2074371 C1, cl. F 41 J 5/02 according to the application 94008434/08 from 01.03.94.

4. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью.- М.: Радио и связь, 1991. 4. Press F.P. Photosensitive devices with charge coupling. - M.: Radio and communication, 1991.

5. Стенин В. Я. Применение микросхем с зарядовой связью.- М.: Радио и связь, 1989. 5. Stenin V. Ya. The use of charge-coupled microcircuits. - M.: Radio and communications, 1989.

6. Айден К. и др. Аппаратные средства PC: Пер. с нем.- СПб.: BHV - С-П., 1997. 6. Aiden K. et al. PC hardware: Trans. with him.- SPb .: BHV - St.P., 1997.

7. Георгиев Сергей "Утконос, не попавший в Красную Книгу". Российский оружейный журнал - Ружье. 4'2000: Издательский дом "Ружье". 7. Georgiev Sergey "The platypus who did not get into the Red Book". Russian weapons magazine - Shotgun. 4'2000: Publishing House "Shotgun".

Claims (1)

Способ определения характеристик рассеяния дробовых ружей и боеприпасов, заключающийся в том, что производят выстрел по мишени матричным фотоприемником, помещенным в плоскость сформированного объективом оптического изображения мишени преобразуют оптические сигналы в электрические, величина которых пропорциональна яркости оптического сигнала, запоминают электрические сигналы фотоприемников, считывают сигналы фотоприемников и по этим сигналам определяют центр дробовой осыпи и вычисляют характеристики рассеяния, отличающийся тем, что перед определением центра дробовой осыпи электрические сигналы фотоприемников преобразуют в цифровой код, пропорциональный значению электрического сигнала, и запоминают их в виде двумерного массива, соответствующего матрице фотоприемников, сравнивают кодированные сигналы фотоприемников с пороговым значением и решение о принадлежности сигнала дробовой отметке принимают по превышению порогового значения, если по априорным данным средняя яркость оптического сигнала от дробовой отметки больше средней яркости оптического сигнала от непораженного участка мишени, или по не превышению порогового значения, если по априорным данным средняя яркость оптического сигнала от дробовой отметки меньше средней яркости оптического сигнала от непораженного участка мишени, запоминают в цифровом виде номера строк и столбцов элементов массива с кодами сигналов дробовых отметок, определяют координаты дробовых отметок в плоскости мишени, для чего для каждого элемента массива с кодом сигнала дробовой отметки находят попарно разности между номерами его строки и столбца и номерами строки и столбца элемента массива, соответствующего участку мишени, принятому за начало координат, и умножают полученные значения разностей для строк и столбцов на величину линейного разрешения фотоприемника в плоскости мишени, причем определение координат центра дробовой осыпи производят суммированием координат дробовых отметок по каждой из осей координат с последующим делением суммы на общее число дробовых отметок, используют математическую модель n-дольной мишени, для чего запоминают в виде цифровых кодов координаты границ долей n-дольной мишени относительно ее центра, причем совмещение центра мишени с центром дробовой осыпи осуществляют преобразованием координат дробовых отметок путем вычитания из координат дробовых отметок соответствующих координат центра дробовой осыпи, а определение принадлежности дробовых отметок к одной из долей мишени производят сравнением преобразованных координат дробовых отметок с координатами границ долей n-дольной мишени. A method for determining the scattering characteristics of shotguns and ammunition, which consists in firing a target at a target with a photodetector array placed in the plane of the optical image formed by the lens, converting the optical signals into electrical signals whose magnitude is proportional to the brightness of the optical signal, storing the electrical signals of the photodetectors, reading the signals of the photodetectors and from these signals determine the center of the scree of scree and calculate the dispersion characteristics, characterized in that before determining the center of the shot scree, the electrical signals of the photodetectors are converted into a digital code proportional to the value of the electrical signal, and stored in the form of a two-dimensional array corresponding to the matrix of photodetectors, the encoded signals of the photodetectors are compared with a threshold value and the decision on whether the signal belongs to the shot mark is made when the threshold value is exceeded if, according to a priori data, the average brightness of the optical signal from the shot mark is greater than the average brightness of the optical signal from the unaffected portion of the target, or by not exceeding the threshold value, if, according to a priori data, the average brightness of the optical signal from the shot mark is less than the average brightness of the optical signal from the unaffected portion of the target, the numbers of the rows and columns of the array elements with the codes of the shot marking signals are stored in digital form coordinates of shot marks in the target plane, for which, for each element of the array with a shot mark signal code, the differences between the numbers of its row and column and the numbers are found in pairs the row and column of the array element corresponding to the portion of the target taken as the origin, and multiply the obtained differences for the rows and columns by the linear resolution of the photodetector in the target plane, and the coordinates of the center of the shot scree are determined by summing the coordinates of the shot marks along each of the coordinate axes with then dividing the sum by the total number of shot marks, use the mathematical model of the n-fractional target, for which the coordinates of the boundaries of the fractions of n are stored in the form of digital codes - a longitudinal target relative to its center, and combining the center of the target with the center of the shot scree is carried out by converting the coordinates of shot marks by subtracting from the coordinates of the shot marks the corresponding coordinates of the center of the shot scree, and determining the belonging of shot marks to one of the target’s fractions by comparing the converted coordinates of the shot marks with the coordinates boundaries of lobes of an n-lobar target.
RU2001123984/02A 2001-08-31 2001-08-31 Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition RU2205353C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001123984/02A RU2205353C2 (en) 2001-08-31 2001-08-31 Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001123984/02A RU2205353C2 (en) 2001-08-31 2001-08-31 Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2205353C2 true RU2205353C2 (en) 2003-05-27

Family

ID=20252906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001123984/02A RU2205353C2 (en) 2001-08-31 2001-08-31 Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205353C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564684C1 (en) * 2014-08-18 2015-10-10 Василий Васильевич Ефанов Method of characteristics determination of dispersion of projectiles during firing using artillery-type weapons, and information-calculation system for its implementation
RU2564686C1 (en) * 2014-08-18 2015-10-10 Василий Васильевич Ефанов Method of characteristics determination of dispersion of projectiles during firing using artillery-type weapons, and information-calculation system for its implementation
RU2572370C1 (en) * 2014-08-18 2016-01-10 Василий Васильевич Ефанов Determination of projectiles scatter characteristics at artillery fire and data processing system to this end
RU2666378C1 (en) * 2017-12-12 2018-09-07 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта" Method of remote detonation of projectile

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564684C1 (en) * 2014-08-18 2015-10-10 Василий Васильевич Ефанов Method of characteristics determination of dispersion of projectiles during firing using artillery-type weapons, and information-calculation system for its implementation
RU2564686C1 (en) * 2014-08-18 2015-10-10 Василий Васильевич Ефанов Method of characteristics determination of dispersion of projectiles during firing using artillery-type weapons, and information-calculation system for its implementation
RU2572370C1 (en) * 2014-08-18 2016-01-10 Василий Васильевич Ефанов Determination of projectiles scatter characteristics at artillery fire and data processing system to this end
RU2666378C1 (en) * 2017-12-12 2018-09-07 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта" Method of remote detonation of projectile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109903282B (en) Cell counting method, system, device and storage medium
EP0523152A4 (en) Real time three dimensional sensing system
CN109741307B (en) Stray light detection method, stray light detection device and stray light detection system of camera module
NO149903B (en) ELECTRONIC DEVICE FOR AUTOMATIC READING ON A BACKGROUND WRITTEN OR PRINTED SIGNS FROM A RECORDER
RU2205353C2 (en) Method for determination of dispersion characteristics of shot-guns and ammunition
CN109655234A (en) A kind of automated testing method being directed to camera
CN107563991B (en) Piece surface is broken extraction and the matching process of laser striation
Smith et al. Optical imaging techniques for ballistics specimens to identify firearms
RU2205354C2 (en) Method of determination of accuracy of fire of shot-guns
AU2013264673B2 (en) Pattern processing apparatus, pattern processing method, and pattern processing program
CN114998397B (en) Multi-view satellite image stereopair optimization selection method
CN1796938A (en) Method for recognising star map based on triangle character
CN112762763B (en) Visual perception system
CN111638043B (en) Optical center determining method and device
CN111401377B (en) Meter data reading method and device, electronic equipment and storage medium
CN104833268B (en) Small caliber piece dynamic tracking accuracy detecting device
Zographos et al. Ballistics identification using line-scan imaging techniques
RU2414748C1 (en) Method for automatic recognition of traces of firearms on picture of lateral surface of bullet (or case)
RU2240485C2 (en) Device for automatic sighting and shooting from small arms (modifications)
US11454481B2 (en) Method and systems for ballistics imaging and comparison
Bajon Deep learning small arms recognition: development of a basic model and prospects for its use in the field of conventional disarmament
CN112183158A (en) Grain type identification method of grain cooking equipment and grain cooking equipment
CN115790457A (en) Straightness measuring device and method based on laser and image processing
CN114660761B (en) Automatic focusing method for multi-target optical fiber light spots of astronomical telescope
CN114429431B (en) Identification method and system for converting image from underwater to air

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050901