三角阵列式组合光幕坐标测量系统的研究

提出一种三角阵列式组合光幕坐标测量系统,以解决传统组合光幕靶在坐标测量中存在稳定性差,结构复杂以及成本高等难题。给出了半光强角为3°的发光元件和探测阵列组成的光幕系统设计方案,分析了系统的元器件选型和光幕搭建中探测阵列的工作原理,推导出了三角阵列式组合光幕弹着点坐标的计算方法。研究结果得出在搭建光幕靶架的长宽为1.1 m时,实际光幕测量范围为1 m×1 m,系统可测量直径大于5.7 mm的弹丸;在仿真与对比分析后表明三角阵列式组合光幕坐标测量系统可行。

弹着点坐标的组合光幕阵列测量方法

为了精确测量兵器外弹道试验中弹丸着靶坐标,采用光电管和线阵CCD成像器件分别构建模拟光幕和图像细分光幕,3个模拟光幕与1个图像细分光幕构成四组合光幕阵列,4个模拟光幕与1个图像细分光幕构成五组合光幕阵列.给出了组合光幕阵列测量着靶坐标的原理,分析了测量误差并进行了仿真.结果表明所提方法能实现射击弹丸的弹着点坐标的测量,在2m×2m靶面测量误差小于1.7mm,与六模拟光幕阵列相比,提高了测量精度,简化了阵形结构.

大面积三角组合光幕弹幕武器密集度的高精度测试

提出了一种交叉布置的大面积三角组合光幕的高精度激光靶密集度测试方法,以解决超高射频弹幕武器立靶密集度测试的难题。给出了激光器、激光光束整形系统、激光探测器阵列组成的大面积三角光幕光电开关系统设计方案,分析了双大面积三角光幕测量原理,推导出了三角光幕弹着点坐标解算方法。结合系统采用的探测器件输出特性分析了该测试方法的误差,结果显示:当规则靶面区域宽度从3.6 m扩展到10 m时,最大测试误差从0.557 mm变为0.832mm,只增加了0.275mm,实现了很高的测量精度。模拟射击试验结果表明,采用分辨率为1.6mm的探测器阵列时,X坐标最大误差为0.747mm,Y坐标最大误差为0.635mm,实现了对超高射频弹幕武器立靶密集度的高精度检测。该测试方法具有光幕面积大、测量精度高、安装调试方便的特点。

一体化结构四组合光幕阵列测量研究

为了减少现场布靶的烦琐,提出一种一体化结构的四组合光幕阵列测量方法。采用光电二极管和线阵CCD图像传感器作为接收部件,分别构建模拟光幕和空间细分光幕,将2个模拟光幕与2个空间细分光幕集成在一个支撑箱体上,构建一体化四组合光幕阵列。依据弹丸穿过各光幕的时间和阵列结构参数,计算出飞行弹丸的穿靶速度矢量和着靶坐标。推导了测量公式,进行了测量不确定度仿真,结果表明提出的一体化结构四组合光幕阵列测量原理正确。与分立六光幕阵列和四光幕阵列立靶测试系统相比,简化了布靶步骤,缩短了布靶时间,进而消除了人工操作误差。

光电阵列动态扫描式弹丸坐标及速度测量方法

针对组合光幕立靶结构中存在的探测精度低、光幕不均匀、结构复杂以及靶面拼接时易重合且测速困难等问题,提出一种光电阵列扫描式坐标及速度的测量方法。采用两排式的多个红外发光管等间距分布组成的阵列作为发光阵列且多个光电二极管等间距分布组成的阵列作为探测阵列,发光阵列与探测阵列交错排布无缝拼接构成光电阵列坐标靶。系统靶面分别依次点亮红外发光管和选通光电二极管且以此循环工作呈动态扫描状态。模拟实验表明,x轴和y轴实际测量误差分别为1 mm和1.1 mm,系统的速度实验最大误差为0.13 m/s,表明光电阵列动态扫描弹丸坐标及速度测量方法可行。

多层阵列式光电坐标靶测量方法研究

针对典型光幕组合结构中存在的光路难调节、成本高及精度低等问题,提出了一种用于测量弹着点坐标的多层阵列式光电坐标靶。给出了多层阵列式光电坐标靶的光幕组合结构。利用Solidworks和Tracepro软件分析了光电坐标靶结构中多层光阑板的作用原理。通过理论分析建立了弹着点坐标的数学模型。结合光电器件的输出特性分析了因光电器件间隔距离d造成的测量误差,利用Matlab仿真分析了3 mm光电器件在不同排列方式下的测量误差。研究结果表明:光电器件采用两排的分布方式可有效减小因间隔距离d造成的测量误差;当d=2 mm时,弹丸的X轴误差最大值不超过1.3 mm,Y轴误差最大值不超过0.9 mm,实现了对弹着点坐标的高精度测量。该测量方法具有精度高、安装调试方便的特点。