弹丸的弹形信号，有效滤掉射频限制范围 外的干扰信号。
[0063] 本发明通过连发时间约定，识别出相邻弹丸的信号，滤除时间约定范围外的干扰 信号的具体步骤为：
[0064] (1)设相邻两发弹丸先后穿过启动光幕和停止光幕的时间依次为和Τ4; [0065] (2)不考虑弹道降影响，前后两发弹丸的穿过启动光幕和穿过停止光幕的时间理 论上满足如下式所述的时间约定：
[0066] T2-IW4-T3;
[0067] (3)根据上述时间约定算法，一旦确定ThThTs和Τ4中的任意三个，即可以搜索剩 下的另一发弹丸的弹形信号，并滤除附近的干扰信号。
[0068] 弹丸穿过启动光幕和停止光幕时，速度降可以忽略不计，因此可认为相邻两发弹 丸穿过启动光幕和停止光幕的时间相等，根据这一特点，可以准确识别出弹丸的弹形信号， 有效滤掉时间约定范围外的干扰信号。
[0069] 下面将通过实施例，并结合附图对本发明进行详细地说明：
[0070] 5连发试验，被测弹种为9mm枪弹，参数设定为:连发弹速约为800m/s，连发射频为 3000发/分钟，射频跳动范围为±10%，启动光幕和停止光幕间的距离S = 5.000m。
[0071] 采集卡采集的弹丸穿过光幕产生的启动信号如图2所示，其中第1个信号为弹形信 号，时间宽度为30ys，幅值为7.6V;其后的3个信号为干扰信号，时间宽度分别为15ys、21ys 和16ys，幅值分别为5.0V、3.7V和5.1￥。假设5发弹丸依次穿过启动光幕的时间为1'11，1'12， Tl3，Tl4，Tl5,穿过停止光幕的时间为T21，T22，T23，T24，T25,且认为启动光幕(或停止光幕)的第 1发弹丸的弹形信号已被正确识别。该过程中，不考虑弹道降影响。
[0072] -种室内靶道光幕测速装置连发射击弹丸信号识别方法，其实现流程如图1所示， 具体包括以下步骤：
[0073] -、连发射击后，数据采集卡采集弹丸穿过启动光幕和停止光幕两个通道的信号， 其中启动光幕通道的信号集合为Si，停止光幕通道的信号集合为&;
[0074] 二、对采集的两个通道信号进行滑动平均滤波处理，滤除信号中因噪声产生的毛 刺干扰信号，得到信号集合Sn、S21;
[0075] 三、根据被测弹形信号的时间宽度和幅值，识别出满足条件的弹形信号，得到信号 集合S12、S22，其中S 12、S22中夹杂与弹形信号时间宽度和幅值接近的干扰信号;实现流程如图 3所示，具体步骤为：
[0076] (1)选取弹形信号的时间宽度为（1 〇ys，5〇ys)，幅值阈值为2.5V;
[0077] (2)根据上述时间宽度和幅值阈值限制条件，识别出满足条件的4个疑似弹形信 号，其中3个为干扰信号;滤除时间宽度在(1 Oys，50ys)范围之外、幅值低于2.5V的所有干扰 信号；
[0078] (3)把时间宽度范围缩小为(20μ8,40μ8)、幅值阈值提高到5.0V后，则后3个干扰信 号也被滤除。
[0079] 四、通过速度滤波限制，搜索停止通道或启动通道信号中弹丸速度范围内的弹形 信号，滤除弹形信号附近的干扰信号，得到的信号集合为S 13、S23;参见图4,具体步骤为：
[0080] (1)设置被测弹丸的速度范围为(500m/s，1000m/s);
[0081] (2)根据速度计算公式，计算弹丸穿过两个光幕的最短时间ATmin和最长时间Δ Tmax分别为：
[0082]
[0083]
[0084] (3)如果以弹丸穿过启动光幕的时间信号Τη为基准，假设Tn = 5ms，则弹丸穿过停 止光幕的时间T21的范围为（10ms，15ms)，搜索停止光幕在该时间范围内的弹形信号，滤除弹 形信号附近的干扰信号;本实施例以Τη为基准。
[0085]如果以穿过停止光幕的时间信号T21为基准，假设T21 = 100ms，则弹丸穿过启动光 幕的时间Τη范围为(90mS，95ms)，搜索启动光幕在该时间范围内的弹形信号，滤除弹形信号 附近的干扰信号。
[0086] 五、通过连发射频的时间限制，搜索同一通道内射频时间限制内的弹形信号，滤除 弹形信号附近的干扰信号，得到的信号集合为S 14、S24;参见图5,具体步骤为：
[0087] (1)计算连发射频极限范围下限f_和上限fmax:
[0088] fmin = f X (1-10 % ) = 3000 X 0 · 9 = 2700发/分钟，
[0089] fmax = fX (1+10%) =3000X1.1 = 3300发/分钟；
[0090] (2)计算前后两发弹丸时间的极限值Δ Tmin和Δ Tmax:
[0091
[0092
[0093] (3)以启动光幕第1发弹丸的弹形信号的时间Τη为基准，设Tn = 5ms，根据连发射 频的时间的极限范围（18ms，23ms)，则仅在启动光幕时间范围为（23ms，28ms)内搜索第2发 弹丸的弹形信号，并滤除该弹形信号附近的干扰信号；识别出第2发弹形信号后，再以该发 弹形信号为基准，搜索该通道第3发弹形信号，以此类推，直至识别出第5发弹形信号。
[0094]同理，根据连发射频的时间的极限范围，停止光幕的弹形信号也能逐个地被正确 识别。
[0095]六、通过连发时间约定，搜索另一通道下一发的弹形信号，滤除弹形信号附近的干 扰信号，得到的信号集合为Sl5、S25 ; Sl5、S25分别为识别出的启动光幕和停止光幕产生的弹形 信号集合。参见图6，具体步骤为：
[0096] (1)假设已确定启动光幕前两发弹丸的弹形信号的时间分别为Tn = 5mi^PT12 = 25ms，停止光幕第1发弹丸的弹形信号的时间为T21 = 11.25ms;
[0097] (2)计算T12和Τη的时间差 Δ 1 = 1^2-1^ = 201118;
[0098] (3)根据连发时间约定，则Τ22 ? Τ21+(Τ12-Τη) = Τ21+ Δ Τ = 36.25ms，在停止通道的 (Τ22_ Δ，Τ22+ Δ )时间范围内搜索第2发弹丸的弹形信号（Δ -般取△ T的3 %~5 % )，并滤除 该信号附近的干扰信号；以此类推，停止光幕的其他弹丸的弹形信号也能被正确地识别出 来。
[0099]同理，根据连发时间约定，启动光幕的弹形信号也能逐个地被正确识别。
【主权项】
1. 一种室内靶道光幕测速装置连发射击弹丸信号识别方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤一、连发射击后，数据采集卡采集弹丸穿过启动光幕和停止光幕两个通道的信号， 其中启动光幕通道的信号集合为Si，停止光幕通道的信号集合为&; 步骤二、对采集的两个通道信号进行滑动平均滤波处理，滤除信号中因噪声产生的毛 刺干扰信号，得到的信号集合Sn、S21; 步骤三、根据被测弹形信号的时间宽度和幅值，识别出满足条件的弹形信号，得到的信 号集合S12、S22，其中S12、S22中夹杂与弹形信号时间宽度和幅值接近的干扰信号； 步骤四、通过速度滤波限制，搜索停止通道或启动通道信号中弹丸速度范围内的弹形 信号，滤除弹形信号附近的干扰信号，得到的信号集合为S13、S23; 步骤五、通过连发射频的时间限制，搜索同一通道内射频时间限制内的弹形信号，滤除 弹形信号附近的干扰信号，得到的信号集合为S14、S24; 步骤六、通过连发时间约定，搜索另一通道下一发的弹形信号，滤除弹形信号附近的干 扰信号，得到的信号集合为Sl5、S25 ; Sl5、S25分别为识别出的启动光幕和停止光幕产生的弹形 信号集合;具体包括以下步骤： (1) 设相邻两发弹丸先后穿过启动光幕和停止光幕的时间依次为和T4; (2) 不考虑弹道降影响，前后两发弹丸的穿过启动光幕和穿过停止光幕的时间理论上 满足如下式所述的时间约定： T2_Tl ~ Τ4_Τ3 ； ⑶根据上述时间约定算法，一旦确定和Τ冲的任意三个，即可以搜索剩下的另 一发弹丸的弹形信号，并滤除附近的干扰信号。2. 根据权利要求1所述的一种室内靶道光幕测速装置连发射击弹丸信号识别方法，其 特征在于:所述步骤三具体包括以下步骤： (1) 根据被测弹种，选取弹形信号时间宽度和幅值阈值； (2) 根据所选阈值限制，识别出满足条件的信号； (3) 缩小时间宽度范围和提高幅值阈值，进一步滤除干扰信号。3. 根据权利要求1或2所述的一种室内靶道光幕测速装置连发射击弹丸信号识别方法， 其特征在于:所述步骤四具体包括以下步骤： (1) 设置被测弹种的速度范围(Vmin，Vmax); (2) 测量启动光幕和停止光幕间的距离S; (3) 根据下面的计算公式，计算弹丸穿过两个光幕的最短时间△ Tmin和最长时间△ Tmax:(4) 如果以弹丸穿过启动光幕的时间信号1^为基准，则弹丸穿过停止光幕的时间!^的范 围为m+Δ ATmax)，搜索停止光幕在该时间范围内的弹形信号，滤除弹形信号附近 的干扰信号;如果以穿过停止光幕的时间信号T2为基准，则弹丸穿过启动光幕的时间!^范围 为(Τ2-Δ Tmax，T2-AT_)，搜索启动光幕在该时间范围内的弹形信号，滤除弹形信号附近的 干扰信号。4. 根据权利要求3所述的一种室内靶道光幕测速装置连发射击弹丸信号识别方法，其 特征在于:所述步骤五具体包括以下步骤： (1) 设置弹丸的连发射频为f(单位:发/分钟）； (2) 计算前后两发弹丸间的时间间隔△ T = 60/f; (3) 第一个弹形信号确定后，根据时间间隔ΔΤ，搜索同一通道内下一发弹丸的弹形信 号，滤除弹形信号附近的干扰信号。
【专利摘要】本发明属于靶场外弹道参数测试领域，具体涉及一种室内靶道光幕测速装置连发射击弹丸信号识别方法，用于外弹道参数测量，解决了室内靶道连发射击下的测速问题，能快速准确地识别出连发射击的弹丸信号。本发明采用的具体步骤为：一、数据采集卡采集连发弹丸的过靶信号；二、对信号进行滑动平均滤波处理，滤除由噪声产生的毛刺干扰；三、根据信号的时间宽度和幅值，识别出满足条件的弹形信号，夹杂干扰信号；四、通过速度滤波，搜索速度限制范围内的弹形信号，滤除附近的干扰信号；五、通过连发射频限制，搜索同一通道相邻的下一发连发弹形信号，滤除附近的干扰信号；六、通过连发时间约定，搜索另一通道下一发弹丸的弹形信号，滤除附近的干扰信号。
【IPC分类】G01P3/68
【公开号】CN105675909
【申请号】CN201511027374
【发明人】马时亮, 倪晋平, 蔡荣立
【申请人】西安工业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月31日