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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 智能報(bào)靶系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目為一智能報(bào)靶系統(tǒng)，用以提高部隊(duì)及軍事院校等日常訓(xùn)練和比賽效率。系統(tǒng)采用光電二極管作為前端傳感器，利用FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、處理及通道擴(kuò)展，通過(guò)RS232實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，上位機(jī)采用LABVIEW實(shí)現(xiàn)報(bào)靶模擬顯示及存儲(chǔ)等。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于本智能系統(tǒng)的報(bào)靶方式，在靶位周?chē)惭b有數(shù)個(gè)雙排交錯(cuò)配置的光電二極管用來(lái)接收目標(biāo)中靶時(shí)的信號(hào)， FPGA隨時(shí)檢測(cè)光電二極管電平的變化，據(jù)此計(jì)算彈著點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并通過(guò)RS232方式將此坐標(biāo)傳輸至上位機(jī)。上位機(jī)采用LABVIEW編制友好的人機(jī)界面，射擊時(shí)按彈序顯示各靶位當(dāng)前射擊環(huán)數(shù)、各靶位總射擊次數(shù)并同步模擬顯示彈著點(diǎn)在靶面上的位置，射擊結(jié)束后存儲(chǔ)射擊結(jié)果數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的特點(diǎn)是成本低、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、便于推廣、精度高且無(wú)需更換靶。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目前射擊訓(xùn)練大多數(shù)采用靶壕加機(jī)械升落靶的人工報(bào)靶方式，有諸多缺點(diǎn)；少數(shù)采用自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)，但由于成本、精度等原因日常訓(xùn)練很少使用，而智能報(bào)靶系統(tǒng)可有效地提高部隊(duì)及軍事院校的訓(xùn)練水平。 通過(guò)對(duì)比已有幾種自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種新的智能報(bào)靶系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 創(chuàng)新點(diǎn)：①充分利用采集到的信號(hào)電平變化計(jì)算中靶坐標(biāo)，使其具有較高精度，減少錯(cuò)報(bào)和漏報(bào)的情況；②改進(jìn)信號(hào)采集方式，使硬件成本較低，具有廣大的推廣價(jià)值。即克服了半導(dǎo)體自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)造價(jià)昂貴、圖像處理自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)計(jì)算量大、CCD線(xiàn)陣靶報(bào)靶系統(tǒng)測(cè)量小目標(biāo)效果不佳和聲電自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)不能測(cè)量低于音速的目標(biāo)等缺點(diǎn)。技術(shù)關(guān)鍵：利用信號(hào)采集處理部分捕捉前端傳感器的電平變化。主要技術(shù)指標(biāo)：坐標(biāo)精度在2mm以?xún)?nèi)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前國(guó)內(nèi)已研究的幾種報(bào)靶系統(tǒng)性能并不理想，半導(dǎo)體報(bào)靶系統(tǒng)價(jià)格昂貴、圖像報(bào)靶系統(tǒng)計(jì)算量大且抗干擾能力差，而超聲波報(bào)靶系統(tǒng)無(wú)法測(cè)量低于音速?gòu)椡璧?。上述幾個(gè)不足制約了自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)的推廣，使大多訓(xùn)練仍采用人工報(bào)靶，既不安全又不可靠。 基于本智能系統(tǒng)的報(bào)靶方式，在靶位周?chē)惭b有數(shù)個(gè)小型傳感器用來(lái)接收目標(biāo)中靶時(shí)的信號(hào)，信號(hào)采集處理部分獲取傳感器信號(hào)電平變化，據(jù)此計(jì)算彈著點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并將此坐標(biāo)信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)便可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和圖像模擬顯示等，提高了智能報(bào)靶的性能。系統(tǒng)的特點(diǎn)是成本低、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、便于推廣、精度高且無(wú)需更換靶紙。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 任何方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品和現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 初始化設(shè)備，當(dāng)彈丸擊中靶面時(shí)前端傳感器捕捉彈丸所產(chǎn)生的信號(hào)，信號(hào)采集處理部分根據(jù)此信號(hào)的電平變化自動(dòng)計(jì)算出彈著點(diǎn)坐標(biāo)，并上傳至上位機(jī)用以計(jì)算中靶環(huán)數(shù)。該系統(tǒng)可對(duì)射擊過(guò)程全程監(jiān)控，能模擬再現(xiàn)彈著點(diǎn)分布情況，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)以及查詢(xún)成績(jī)等功能。系統(tǒng)軟件能迅速調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的彈著點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，形象得再現(xiàn)彈著點(diǎn)分布情況，便于評(píng)估或校調(diào)，可對(duì)射手存在的問(wèn)題做出分析，從而提高訓(xùn)練效率。 該系統(tǒng)能夠用于手槍、步槍等各種型號(hào)子彈射擊的自動(dòng)報(bào)靶，可以取代傳統(tǒng)報(bào)靶方式和目前已存在的幾種自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)，在部隊(duì)和軍事院校的訓(xùn)練、比賽中獲得大量運(yùn)用，因此具有較大的推廣價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)外自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)主要有幾種方案，各有利弊： 1、半導(dǎo)體自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng) 高精度報(bào)靶系統(tǒng)中目前有很多采用半導(dǎo)體電子靶。當(dāng)靶被破壞后，系統(tǒng)能夠報(bào)出遭破壞點(diǎn)的位置，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行判靶，因而系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。但是電子靶的成本太高，正式比賽射擊一次就要更換一次靶紙，整個(gè)比賽下來(lái)消耗靶紙?zhí)啵繌堧娮影袃r(jià)格昂貴，而且日常訓(xùn)練消耗靶紙數(shù)量更為龐大，因此該系統(tǒng)只是應(yīng)用于大型國(guó)際性射擊比賽中的決賽，難以應(yīng)用于普通的訓(xùn)練中。 2、基于圖像處理方法設(shè)計(jì)的自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng) 該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是計(jì)算量大，且不能保證攝像頭與靶紙之間保持嚴(yán)格的垂直關(guān)系，以致靶數(shù)并不隨距離成線(xiàn)性變化，而且靶紙的微小起伏也會(huì)破壞線(xiàn)性的性質(zhì)。由于CCD的光敏感性，環(huán)境光對(duì)圖像的質(zhì)量有很大的影響，這也給實(shí)際處理造成了較大的困難。另外如果沒(méi)有配置自動(dòng)換靶紙?jiān)O(shè)備，該系統(tǒng)將不能識(shí)別兩發(fā)彈丸擊中同一彈孔的情況，而每射擊一次換一次靶紙既繁瑣又浪費(fèi)。 3、CCD線(xiàn)陣靶報(bào)靶系統(tǒng) 該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是對(duì)于大靶面、高速飛行小目標(biāo)的測(cè)量效果不佳，原因主要是其對(duì)過(guò)靶目標(biāo)信號(hào)的捕獲幾率太低，在測(cè)量時(shí)兩臺(tái)CCD相機(jī)盡管都可以調(diào)整所需的交匯仰角，但很難保證它們?cè)谕凰交€(xiàn)上。 4、聲電自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng) 該系統(tǒng)根據(jù)若干個(gè)傳感器接收到的超音速飛行彈丸所產(chǎn)生激波信號(hào)到達(dá)時(shí)間差計(jì)算中靶坐標(biāo)，工作與光照條件無(wú)關(guān)，可以全天候工作，但其缺點(diǎn)也較為明顯，如探測(cè)高度低，對(duì)于溫度、風(fēng)速、風(fēng)向的影響需要進(jìn)行修正，測(cè)量低于音速的彈丸有困難等。
