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光纤阵列激光靶测试系统研究

刘新刚  
【摘要】:射击效能指标是武器系统的一项重要的单项效能指标,在武器系统的计划、研制、定型、生产、使用过程中有着广泛的应用。射击效能通常指对具有瞄准系统、发射系统的身管式发射武器对目标的毁伤效果的度量。影响射击效能的诸元主要包括:发射系统的射速、射程、射高、精度、射弹散布误差和瞄准系统的发现概论、以及弹丸威力等。传统的测试方法不能同时进行多个参数的测量。 本文提出了使用线型激光器、菲涅尔透镜和塑料光纤阵列构成光纤阵列激光靶,当弹丸通过激光靶的有效靶区时,遮挡部分激光束,光纤阵列对应的位置就会产生暗斑,使用一个高速的面阵CMOS相机拍摄光纤面阵光斑的变化情况,将拍摄的图像传输到计算机中,用MATLAB软件进行图像预处理和弹丸过靶信号的提取,然后对提取的信号进行分析计算,从而得到弹丸过靶时的速度、坐标、运动姿态等多个参数。该测试方案技术新颖,使用一个高速面阵CMOS相机就可以同时进行多个运动参数的测量。在室内试射玩具枪(速度10m/s)和弩箭(速度60m/s)验证系统的可行性,实验结果与理论分析相符;在室外试射7.62mm的枪弹(速度720m/s)进行验证,实验结果表明本系统能够捕捉到枪弹过靶信号,可以通过图像处理技术得到枪弹的运动参数。本测试系统的实施对轻武器弹丸运动参数的测试具有很重要的意义。


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