專利名稱:聲光自動報靶系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于武器射擊靶場自動報靶技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及聲光自動報靶裝置，具體是一種適用于實彈射擊用靶標(biāo)彈著點自動測量的聲光自動報靶系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在射擊娛樂、部隊、公安部門的射擊訓(xùn)練以及比賽中，射擊成績的統(tǒng)計的方法有人工報靶和自動報靶。人工報靶是最傳統(tǒng)和原始的方法，它存在許多弊端，如帶有個人主觀性、難于識別重孔，且費時費力，存在一定的危險性。隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種各樣的自動報靶技術(shù)不斷出現(xiàn)，自動報靶克服了人工報靶的弊端，其中利用聲學(xué)方法的自動報靶系統(tǒng)或裝置很多，如中國專利 CN85107388、CN92106027. O、CN01221138. 9、CN03129380. 8 等，美國專利US006198694、US002916289等。目前眾多的采用聲學(xué)方法的自動報靶系統(tǒng)在計算彈著點 坐標(biāo)時，都需要將聲音的傳播速度帶入計算公式計算，而聲音的傳播速度受當(dāng)?shù)乜諝獾臏囟?、濕度的影響，不是恒定不變的，這就給測量系統(tǒng)帶來了誤差。
美國專利US4885725，它采用了兩個三角形的傳聲器陣列，該方案中這兩個三角形陣列必須或為正三角形或為直角三角形，并要求傳聲器到三角形中心的距離遠(yuǎn)小于兩個三角形組的中心距離，這樣才能假設(shè)激波在到達(dá)傳聲器陣列時為一平面波，根據(jù)這一假設(shè)來計算彈著點的坐標(biāo)。US4885725中給出的計算彈著點坐標(biāo)的公式雖然可以消除聲音傳播速度的影響，但其用平面波來代替激波到達(dá)傳聲器時的圓弧面，會帶來測量誤差。
本發(fā)明項目組對國內(nèi)外專利文獻(xiàn)和公開發(fā)表的期刊論文檢索，再尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明密切相關(guān)和一樣的報道或文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，克服上述技術(shù)或裝置存在的缺點，發(fā)明一種結(jié)構(gòu)緊湊，布靶簡單，不僅能消除聲音傳播速度的影響，也能克服US4885725中所述的測量原理所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，顯著提高彈著點位置測量精度的聲光自動報靶系統(tǒng)。
本發(fā)明以下列技術(shù)方案來實現(xiàn)
本發(fā)明是聲光自動報靶系統(tǒng)，主要涉及聲光自動報靶裝置，包括有探測光幕L、放大電路、數(shù)據(jù)采集裝置、坐標(biāo)計算單元和顯示部分，其特征在于它還包括有傳聲器陣列，探測光幕L和傳聲器陣列同時對飛行彈丸進(jìn)行測量，所捕捉的信號通過各自的放大器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置，由坐標(biāo)計算單元綜合計算，給出所測飛行彈丸的著靶坐標(biāo)信息，經(jīng)顯示部分顯示結(jié)果；探測光幕L或是被動光幕，或是主動光幕，探測光幕L與預(yù)定靶面重合。
本發(fā)明是基于光幕探測技術(shù)和傳聲器陣列相結(jié)合的測量報靶系統(tǒng)，當(dāng)超音速飛行彈丸穿過探測光幕時，探測光幕輸出一觸發(fā)脈沖使數(shù)據(jù)采集裝置開始工作，隨后超音速飛行彈丸產(chǎn)生的激波信號被傳聲器陣列探測并輸出相應(yīng)信號，該信號由放大電路放大后，由數(shù)據(jù)采集裝置采集，得到超音速飛行彈丸產(chǎn)生的激波從觸發(fā)光幕位置到達(dá)傳聲器陣列中各個傳聲器的時間值，根據(jù)所得到的時間值和傳聲器陣列的結(jié)構(gòu)參數(shù)，由坐標(biāo)計算單元計算出彈丸穿過光幕的坐標(biāo)，并在顯示器上顯示。
本發(fā)明的實現(xiàn)還在于傳聲器陣列為兩個，每個傳聲器陣列由三個傳聲器構(gòu)成，傳聲器SI、傳聲器S2、傳聲器S3構(gòu)成第一傳聲器陣列,傳聲器S4、傳聲器S5、傳聲器S6構(gòu)成第二傳聲器陣列，該兩個傳聲器陣列與探測光幕L處于同一平面內(nèi)。
兩個傳聲器陣列與探測光幕L 一起同時獲取彈丸的信息，只是探測光幕L所獲的信息是光信號，而傳聲器陣列所獲為聲信號。
本發(fā)明的實現(xiàn)還在于兩個傳聲器陣列，傳聲器陣列的布置，三個傳聲器的連線或為三角形或為直線布置。
每個陣列中的三個傳聲器可以圍繞陣列中心任意布置。傳聲器陣列的布陣靈活多樣，適應(yīng)性更強(qiáng)，可以適應(yīng)不同的彈的測量，也可以適用于不同的測量場合。另外，系統(tǒng)對傳聲器在聲陣列中的位置無特殊要求，這大大降低了傳聲器的安裝要求和傳聲器固定裝置的 機(jī)械加工精度，使整個系統(tǒng)的制造成本降低。
本發(fā)明的實現(xiàn)還在于；兩個傳聲器陣列布陣構(gòu)成三角形組合，該三角形或為直角三角形，或為正三角形，或為任意三角形。
相對于已有技術(shù)，本發(fā)明可以為任意三角形的傳聲器陣列布置是個突破，不僅降低了整個系統(tǒng)的安裝、調(diào)試精度要求，提高了工作效率，同時可以根據(jù)實際的安裝位置數(shù)據(jù)，代人計算公式，消除了實際安裝數(shù)據(jù)與理論計算公式之間的不一致，所造成的誤差。
本發(fā)明的實現(xiàn)還在于兩個傳聲器陣列布陣構(gòu)成直線組合，或按水平直線或按豎直直線組合。
本發(fā)明的實現(xiàn)還在于兩個傳聲器陣列布陣為一個陣列按三角形布置組合，另一個陣列按水平或豎直直線布置的組合。
本發(fā)明的該方案使得傳聲器陣列布陣更加靈活和方便，給測量工作帶來方便和高效率。
由于本發(fā)明采用了探測光幕和傳聲器陣列相結(jié)合的技術(shù)方案，利用光傳播和聲傳播的不同途徑測試同一飛行彈丸的著靶信息，由數(shù)據(jù)采集裝置得到的彈丸激波到達(dá)傳聲器的時間值，是激波在探測光幕上的分量從彈著點傳播到聲陣列中各個傳聲器的絕對時間，該時間符合聲波在預(yù)定靶面上真實傳播規(guī)律，所以采用該時間來計算彈著點的坐標(biāo)，有效地解決了能消除聲音傳播速度的影響，顯著提高彈著點位置的測量精度。尤其對超音速飛行彈丸的測定報祀具有聞精度。
本發(fā)明還設(shè)置了多種傳聲器陣列布陣陣形，有利于降低報靶系統(tǒng)的機(jī)械加工精度，以及現(xiàn)有聲靶對傳聲器安裝位置要求嚴(yán)格的缺點，且測量系統(tǒng)不存在原理假設(shè)，這不僅顯著減低測量系統(tǒng)的制造成本，而且能顯著提高系統(tǒng)測量精度；另外，該系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集裝置來計算彈著點坐標(biāo)，省去了信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和較多的計時裝置，所以本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，布靶簡單的優(yōu)勢。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成框圖；
圖2是本發(fā)明傳聲器三角形布陣示意圖，也是實施例3的示意圖；
圖3是本發(fā)明傳聲器豎直直線布陣示意圖，也是實施例4的示意圖；[0023]圖4是本發(fā)明傳聲器水平直線布陣示意圖，也是實施例7的示意圖；
圖5是本發(fā)明傳聲器的一種布陣方案,也是實施例8的不意圖；
圖6是本發(fā)明傳聲器的一種布陣方案,也是實施例9的不意圖；
圖7傳聲器的各種組合線布陣示意圖；也是實施例10的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
實施例I :參見圖1，本發(fā)明是聲光自動報靶系統(tǒng)，包括有探測光幕L、放大電路、數(shù)據(jù)采集裝置、坐標(biāo)計算單元和顯示部分，本發(fā)明還包括有傳聲器陣列，探測光幕L和傳聲 器陣列同時對飛行彈丸進(jìn)行測量，所捕捉的信號通過各自的放大器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置，給出所測飛行彈丸的著靶信息；當(dāng)超音速飛行彈丸穿過探測光幕時，探測光幕輸出一觸發(fā)脈沖使數(shù)據(jù)采集裝置開始工作，隨后超音速飛行彈丸產(chǎn)生的激波信號被傳聲器陣列探測并輸出相應(yīng)信號，該信號由放大電路放大后，由數(shù)據(jù)采集裝置采集，得到超音速飛行彈丸產(chǎn)生的激波到達(dá)傳聲器陣列中各個傳聲器的時間值，根據(jù)所得到的時間值和傳聲器陣列的結(jié)構(gòu)參數(shù)，由坐標(biāo)計算單元計算出彈丸穿過光幕的坐標(biāo)，并在顯示器上顯示。顯著提高彈著點位置的測量精度。
探測光幕L或是被動光幕，或是主動光幕，探測光幕L與預(yù)定靶面重合。探測光幕采用目前已經(jīng)成熟的天幕靶。
本發(fā)明聲光自動報靶系統(tǒng)，由探測光幕、兩個傳聲器陣列、放大電路、數(shù)據(jù)采集裝置、坐標(biāo)計算單元和顯示部分構(gòu)成。所述的探測光幕可以是主動光幕，也可以是被動光幕。每個傳聲器陣列由三個傳聲器組成，三個傳聲器可以任意分布，不必構(gòu)成特定的三角形形狀，甚至可以在一條直線上分布。由于采用探測光幕來觸發(fā)數(shù)據(jù)采集裝置，所以由數(shù)據(jù)采集裝置得到的彈丸激波到達(dá)傳聲器的時間值，是激波在探測光幕上的分量從彈著點傳播到聲陣列中各個傳聲器的絕對時間。該時間符合聲波在預(yù)定靶面上真實傳播規(guī)律，所以采用該時間來計算彈著點的坐標(biāo)，將顯著提高彈著點位置的測量精度。本發(fā)明由于采用數(shù)據(jù)采集裝置獲得彈丸激波到達(dá)各個傳聲器的時間值，這精簡了測量系統(tǒng)的構(gòu)成，去除了復(fù)雜的信號處理、變換電路，使系統(tǒng)更加可靠。而且，只要更改軟件就能改變系統(tǒng)的性能。
實施例2 :主體構(gòu)成同實施例1，參見圖I。
聲光自動報祀系統(tǒng)的傳聲器陣列為兩個,每個傳聲器陣列由三個傳聲器構(gòu)成，傳聲器SI、傳聲器S2、傳聲器S3構(gòu)成第一傳聲器陣列,傳聲器S4、傳聲器S5、傳聲器S6構(gòu)成第二傳聲器陣列，該兩個傳聲器陣列與探測光幕L處于同一平面內(nèi)。
本發(fā)明對傳聲器在聲陣列中的位置無特殊要求，這大大降低了傳聲器的安裝要求和傳聲器固定裝置的機(jī)械加工精度，使整個系統(tǒng)的制造成本降低。
實施例3 :主體構(gòu)成同實施例2,自動報祀系統(tǒng)兩個傳聲器陣列的布陣是三個傳聲器的連線為三角形，傳聲器的排列規(guī)則是三個傳聲器圍繞陣列中心點分布排列，三個傳聲器的連線形成三角形組合陣列。參見圖2。本例中傳聲器陣列三角形為正三角形，第一傳聲器陣列中，傳聲器SI、傳聲器S2、傳聲器S3處于陣列中心點01周圍,均與陣列中心點01等距，傳聲器SI、傳聲器S2、傳聲器S3的連線形成正三角形組合。
實施例4 :主體構(gòu)成同實施例2,自動報祀系統(tǒng)兩個傳聲器陣列的布陣是直線布置，參見圖3，本例中，兩個傳聲器陣列的布陣均是垂直直線布置，第一傳聲器陣列中，傳聲器S2處于陣列中心點Ol處,傳聲器SI和傳聲器S3沿垂直方向分別對稱安置于陣列中心點01兩側(cè)。同樣，第二傳聲器陣列中心點02處安置傳聲器S5，陣列中心點02兩側(cè)也對稱安置有傳聲器S4和傳聲器S6.
實施例5 :主體構(gòu)成同實施例3,聲光自動報祀系統(tǒng)的兩個傳聲器陣列布陣構(gòu)成三角形組合，該三角形或為直角三角形。
實施例6 :主體構(gòu)成同實施例3,聲光自動報祀系統(tǒng)的兩個傳聲器陣列布陣構(gòu)成三角形組合，該三角形或為任意三角形。
實施例7 :主體構(gòu)成和傳聲器的排列規(guī)則同實施例4,兩個傳聲器陣列的布陣均是水平直線布置，參見圖4。
實施例8 :主體構(gòu)成同實施例2,傳聲器的排列規(guī)則同實施例3和實施例4,聲光自 動報靶系統(tǒng)的兩個傳聲器陣列布陣為一個陣列按三角形布置，另一個陣列按水平或豎直直線布置的組合。參見圖5，本例是第一傳聲器陣列為等邊三角形組合陣列，第二傳聲器陣列為垂直直線布置組合陣列。
實施例9 :主體構(gòu)成同實施例2,傳聲器的排列規(guī)則同實施例3和實施例4,參見圖6，本例是第一傳聲器陣列為等邊三角形組合陣列，第二傳聲器陣列為水平直線布置組合陣列。
實施例10 :主體構(gòu)成同實施例2,傳聲器的排列規(guī)則同實施例4,參見圖7,本例是第一傳聲器陣列為垂直直線組合陣列，第二傳聲器陣列為水平直線布置組合陣列。
權(quán)利要求
1.一種聲光自動報靶系統(tǒng)，包括有探測光幕(L)、放大電路、數(shù)據(jù)采集裝置、坐標(biāo)計算單元和顯示部分，其特征在于它還包括有傳聲器陣列，探測光幕(L)和傳聲器陣列同時對飛行彈丸進(jìn)行測量，所捕捉的信號通過各自的放大器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置；探測光幕(L)或是被動光幕，或是主動光幕，探測光幕(L)與預(yù)定靶面重合；所述的傳聲器陣列為兩個，每個傳聲器陣列由三個傳聲器構(gòu)成，傳聲器I (SI)、傳聲器II (S2)、傳聲器III (S3)構(gòu)成第一傳聲器陣列，傳聲器IV (S4)、傳聲器V (S5)、傳聲器VI (S6)構(gòu)成第二傳聲器陣列,該兩個傳聲器陣列與探測光幕(L)處于同一平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的聲光自動報靶系統(tǒng)，其特征在于所述兩個傳聲器陣列的布陣是三個傳聲器的連線或為三角形或為直線布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的聲光自動報靶系統(tǒng)，其特征在于所述兩個傳聲器陣列布陣 構(gòu)成三角形組合，該三角形或為直角三角形，或為正三角形，或為其他任意三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的聲光自動報靶系統(tǒng)，其特征在于所述兩個傳聲器陣列布陣構(gòu)成直線組合，或按水平直線或按豎直直線組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的聲光自動報靶系統(tǒng)，其特征在于所述兩個傳聲器陣列布陣為一個陣列按三角形布置，另一個陣列按水平或豎直直線布置的組合。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種用于測量超音速飛行彈丸著靶坐標(biāo)的聲光自動報靶系統(tǒng)，由探測光幕、兩個傳聲器陣列、數(shù)據(jù)采集裝置、坐標(biāo)計算單元和顯示部分構(gòu)成。探測光幕可以是被動光幕，也可以是主動光幕，且探測光幕與預(yù)定靶面重合；兩個傳聲器陣列分別由三個傳聲器組成，其中S1、S2、S3構(gòu)成一個陣列，S4、S5、S6構(gòu)成另一個陣列，且每個陣列中的三個傳聲器可以圍繞中心O1或O2任意布置。本發(fā)明克服了現(xiàn)有聲學(xué)報靶系統(tǒng)計算坐標(biāo)時，代入當(dāng)?shù)芈曇魝鞑ニ俣人鸬恼`差；另外本發(fā)明有利于降低報靶系統(tǒng)的機(jī)械加工精度，以及現(xiàn)有聲靶對傳聲器安裝位置要求嚴(yán)格的缺點，并顯著減低測量系統(tǒng)的制造成本；本發(fā)明測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，布靶簡單。
文檔編號F41J5/02GKCN101839677SQ201010141486
公開日2013年3月13日 申請日期2010年4月8日
發(fā)明者馮斌, 倪晉平, 田會, 馬時亮 申請人:西安工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan