光电自动报靶系统

光电自动报靶系统设计小组成员黄强09222067林宜江09222075王悦冰09222084张丽佳09222084郑皓09222089设计背景在军事和体育运动中，射击训练都必不可少。传统的人工报靶方法工作量大、效率低、可靠性差，并存在安全隐患。因此，设计制作并采用安全有效的自动报靶系统具有重要的现实意义和迫切的现实需求。故结合野外实弹射击的实际需求，选用光电坐标定位的自动报靶方式并对其进行改进，设计并制作一台原理性自动报靶机。系统框图•光源驱动供电电源多通道数据采集通道数据缓存无线传输Pc机：数据处理，显示，保存靶面光电定位主要结构•1光电坐标定位部分包括收发阵列和信号调理模块。发射部分选用H-C6*17-650-1-D-P-5型半导体连续激光器。接收器为PSO.25-5型光电二极管。其中，收发阵列覆盖全部靶环区域，并与靶环进行精确对位。因此，靶环上的弹着点位置(即射击的环数及偏离方向)可通过收发阵列的x坐标和Y坐标读数得到。当射弹穿过探测平面时，X轴和Y轴方向上的发射器(TXi和TYi)的光线被射弹遮挡，射弹遮挡光线的典型时间长度为10us量级，配对的探测器(光电二极管RXi和RYj)有足够的时间响应，发生信号变化。故可根据发生信号变化的探测器(RXi和Ryj)的位置给出弹着点在阵列平面内坐标读数(x,y)。•2数据采集存储部分光电二极管的变化信号采集采用可编程逻辑器件CPLD，可以方便地进行通道扩展和实现信号采集的时序控制功能；主控制部件采用PIC18F458型单片机，具有8路A／D转换器、32KFlashROM等模块，可以在连发射击时得到每发着弹的弹着点数据；采集到的阵列数据通过433MHz的串行无线数传模块sRF一508来进行传输，该模块可实现双向收发，传输距离在1km以上，可满足野外实弹射击时对数据传输距离的要求。主要问题分析•1响应时间通常弹头的典型长度为lcm，弹速的典型值为1000m／s，因此，弹头遮挡光线时间的典型值为10us；选用的PSO.25—5型光电二极管的响应时间为0.3us。可见，收发阵列有足够的时间来捕捉射弹。•2时序间隔95式自动步枪的连发速率低于800发／min；现取一般枪械的连发速率为1000发／min，即弹头着靶时间间隔约为60ms。该报靶机进行数据采集的时序间隔在10s～600ms范围内连续可调，因此，在时间上完全可以分辨出连发射击时子弹的先后顺序，并依次进行数据采集。•3干扰物影响排除为排除昆虫等对报靶干扰，将收发阵列中激光发射器和接收器配对所对应的X轴和Y轴在Z轴(即子弹飞行方向)上错开一定的距离安装，此距离为40mm左右。干扰物运动速度相比子弹很低，则根据X轴和Y轴上的光电二极管同时持续发生信号变化的时间来辨别干扰物是否存在在软件的数据处理中，对此时间特征进行甄别，从而将着弹和外界干扰物进行区分谢谢