一种新型扇形激光光幕靶及防误报方法与流程

本发明属于信息测量技术领域，特别是涉及一种新型扇形激光光幕靶及防误报方法。

背景技术：

激光光幕靶具有使用成本低、操作简便、稳定可靠等优点，在常规兵器靶场中常用激光光幕靶来测量弹丸的过靶坐标、飞行速度及方向角等参数。近年来，随着光幕靶在射击训练及体育赛事上的大范围应用，人们对报靶精度的要求越来越高。目前国内生产的光幕靶的测量精度大多在2-5mm，难以满足一些专业比赛的要求，而国外生产的设备，如德国一家公司推出的型号为mf6r3的光电靶，可用于测量弹径从4.5mm到24.13mm的所有子弹，精度可达到0.1mm，但造价昂贵且维护升级不便无法大范围推广。

现有的扇形激光光幕靶通常将半导体激光器安装在靶的角上，一个半导体激光器发出的激光束被玻璃柱透镜扩散成一个扇形光幕，在矩形光幕靶的四个边上安装光电二极管阵列，接收激光器发出的光。当子弹穿过激光光幕时，会遮挡一部分激光，这时光电二极管就会检测到信号，由信号转换电路将光电二极管检测到的信号转换为数字信号，经数字信号处理器处理后可以得到遮挡的位置，根据两个遮挡的位置可以算出子弹穿过靶的位置。

现有的扇形激光光幕靶存在以下不足：

(1)双光幕靶的测试精度不均匀，在靠近两个激光器的区域，测试精度较低。

(2)多光幕靶虽然可以提高测试精度，但系统结构复杂度高，故障率和成本大大提高。

(3)由于光电传感器有可能受到外界光源干扰、误入飞虫等的影响，光幕靶容易出现误报现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型扇形激光光幕靶及防误报方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型扇形激光光幕靶，包括：

靶框，所述靶框由第一框体、第二框体、第三框体和第四框体首尾顺次连接围成，所述第一框体与第三框体的长度相等，所述第二框体与第四框体的长度相等，所述第一框体的长度小于第二框体的长度；

所述第一框体与第二框体的相交处以及第一框体与第四框体的相交处各设置有一个激光器，所述激光器发出的激光光束经玻璃柱透镜扩散形成一个扇形光幕，两个激光器形成的扇形光幕构成一个边长与第一框体的长度相同的正方形激光靶面，所述激光靶面的一边为第三框体；

防护板，设置在所述靶框上，用于遮挡靶框与激光靶面之间的空白区域；

所述第二框体、第三框体和第四框体与激光靶面接触部均设置有光电二极管阵列，所述光电二极管阵列用于接收所述激光器发出的激光光束；

检测电路，所述检测电路与光电二极管阵列连接。

优选的，所述第二框体与第一框体的长度差大于第一框体长度的三分之一，且小于第一框体长度的二分之一。

优选的，定义第一框体与第二框体的交点为a点，第二框体与第三框体的交点为c点，第三框体与第四框体的交点为d点，第四框体与第一框体的交点为f点，所述防护板与激光靶面相接的一侧面与第二框体的交点为b点，所述防护板与激光靶面相接的一侧面与第四框体的交点为e点；

设α＝∠afb，β＝∠bfc，激光靶面的边长为l；

所述第二框体的bc段上设置有n2个光电二极管，第k2个光电二极管到a点的距离为

所述第三框体上设置有n3个光电二极管，各光电二极管之间的间隔为

所述第四框体de段上设置有n4个光电二极管，第k4个光电二极管到f点的距离为

优选的，所述检测电路包括单输入端的双d触发器、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端接参考电压端，第一电阻的另一端与第一光电二极管的阳极连接，所述第二电阻的一端接参考电压端，第二电阻的另一端与第二光电二极管的阳极连接，第一光电二极管和第二光电二极管的阴极均接地，双d触发器的第一复位端与第二复位端连接，双d触发器的第一数据输入端、第二数据输入端、第一置位端和第二置位端接参考电压端，双d触发器的第一时钟端接第一光电二极管的阳极，双d触发器的第二时钟端接第二光电二极管的阳极，双d触发器的接地端接地。

优选的，所述第一框体、第二框体、第三框体和第四框体上设置有加速度传感器，所述加速度传感器与检测电路连接。

一种新型扇形激光光幕靶的防误报方法，包括触发时间检测法、遮挡逻辑判断法、遮挡光电传感器的连续性判断法和加速度传感器判断法中的至少一种；

所述触发时间检测法包括：计算待检物体的速度，将待检物体的速度与预设的子弹速度范围进行比较，若待检物体的速度在预设的子弹速度范围内，则认为该待检物体为子弹，否则认为该待检物体不是子弹；

所述遮挡逻辑判断法包括：检测被遮挡光电二极管的数量，若只有一个光电二极管被遮挡，则认为没有子弹通过激光靶面；

所述遮挡光电传感器的连续性判断法包括：检测被遮挡光电二极管的位置是否连续，若是，则认为有子弹通过激光靶面，否则认为激光光幕靶工作异常；

加速度传感器判断法包括：分别在第一框体、第二框体、第三框体和第四框体上设置加速度传感器，若加速度传感器检测到的加速度大于设定的阈值，则认为子弹击中靶框。

本发明的有益效果是：本发明通过对激光光幕靶的结构进行改进，提高了测试精度。

附图说明

图1为现有激光光幕靶中激光器的位置示意图；

图2为本发明中激光器的位置示意图；

图3为本发明中光电二极管的安装示意图；

图4为本发明中检测电路的电路图；

图5为本发明中遮挡的逻辑判断法的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-5，本发明提供一种新型扇形激光光幕靶及防误报方法：

一种新型扇形激光光幕靶，包括靶框、激光器、防护板、光电二极管阵列和检测电路。

所述靶框由第一框体、第二框体、第三框体和第四框体首尾顺次连接围成，所述第一框体与第三框体的长度相等，所述第二框体与第四框体的长度相等，所述第一框体的长度小于第二框体的长度。

所述第一框体与第二框体的相交处以及第一框体与第四框体的相交处各设置有一个激光器，所述激光器发出的激光光束经玻璃柱透镜扩散形成一个扇形光幕，两个激光器形成的扇形光幕构成一个边长与第一框体的长度相同的正方形激光靶面，所述激光靶面的一边为第三框体。

所述防护板设置在所述靶框上，用于遮挡靶框与激光靶面之间的空白区域。

所述第二框体、第三框体和第四框体与激光靶面接触部均设置有光电二极管阵列，所述光电二极管阵列用于接收所述激光器发出的激光光束。

所述检测电路与光电二极管阵列连接。

如图1所示，可以把激光光幕靶的靶面分成四个部分，分别用i、ii、iii、iv表示。经计算机仿真分析，其中ii区域的测量位置精度最差，i区域和iii区域内靠近激光器的位置测量位置精度较差。

如图2所示，本实施例通过将激光器的安装位置移出激光靶面，一方面减少了ii区域的面积，去除了测量精度最差的部分；另一方面将i区域和iii区域中精度较差的部分移到激光靶面之外，大大提高了测量精度。

在一些实施例中，所述第二框体与第一框体的长度差大于第一框体长度的三分之一，且小于第一框体长度的二分之一。

如图3所示，在一些实施例中，定义第一框体与第二框体的交点为a点，第二框体与第三框体的交点为c点，第三框体与第四框体的交点为d点，第四框体与第一框体的交点为f点，所述防护板与激光靶面相接的一侧面与第二框体的交点为b点，所述防护板与激光靶面相接的一侧面与第四框体的交点为e点。

设α＝∠afb，β＝∠bfc，激光靶面的边长为l；

所述第二框体的bc段上设置有n2个光电二极管，第k2个光电二极管到a点的距离为使得越靠近b点，光电二极管之间的间隔越小；越靠近c点，光电二极管之间的间隔越大，提高了激光光幕靶的测量精度。

所述第三框体上设置有n3个光电二极管，各光电二极管之间的间隔为

所述第四框体de段上设置有n4个光电二极管，第k4个光电二极管到f点的距离为使得越靠近e点，光电二极管之间的间隔越小；越靠近d点，光电二极管之间的间隔越大，提高了激光光幕靶的测量精度。

如图4所示，在一些实施例中，所述检测电路包括单输入端的双d触发器u、第一电阻r1和第二电阻r2，所述第一电阻r1的一端接参考电压端，第一电阻r1的另一端与第一光电二极管d1的阳极连接，所述第二电阻r2的一端接参考电压端，第二电阻r2的另一端与第二光电二极管d2的阳极连接，第一光电二极管d1和第二光电二极管d2的阴极均接地，双d触发器u的第一复位端与第二复位端连接，双d触发器u的第一数据输入端、第二数据输入端、第一置位端和第二置位端接参考电压端，双d触发器u的第一时钟端接第一光电二极管d1的阳极，双d触发器u的第二时钟端接第二光电二极管d2的阳极，双d触发器的接地端接地。

本实施例中单输入端的双d触发器的型号为74hc74，该触发器一个片子里封装着两个相同的d触发器，每个触发器只有一个d端，它们都带有直接置0端和直接置1端为低电平有效，cp上升沿触发。

端设为低电平，端设为高电平，q为低电平，为高电平。

端设为高电平，d端和端设为高电平，平当激光照射光电二极管时，光电二极管导通，clk为低电平。光电二极管被挡时，光电二极管不导通，将clk为高电平，clk的上升沿触发电平转变，q为高电平，为低电平。处理器即可检测出被遮挡光电二极管。检测完成后，将端设为低电平，完成d触发器复位。

一种新型扇形激光光幕靶的防误报方法，包括触发时间检测法、遮挡逻辑判断法、遮挡光电传感器的连续性判断法和加速度传感器判断法中的至少一种。

所述触发时间检测法包括：计算待检物体的速度，将待检物体的速度与预设的子弹速度范围进行比较，若待检物体的速度在预设的子弹速度范围内，则认为该待检物体为子弹，否则认为该待检物体不是子弹。

本实施例中通过两个激光器构成双光幕，双光幕的间距为△d，当子弹穿过两个光幕，必然存在一个时间差△t，则可计算出子弹的速度若子弹的速度不在预设的子弹速度范围内，表明待检物体不是子弹，无需计算子弹坐标。

所述遮挡逻辑判断法包括：检测被遮挡光电二极管的数量，若只有一个光电二极管被遮挡，则认为没有子弹通过激光靶面。

如图5所示，激光光幕靶的激光靶面分成四个部分，分别由i、ii、iii、iv表示。当子弹位于某一区域内，则有两个光电二极管会被遮挡，检测电路能够检测出光电二极管的位置。若只有一个光电二极管被遮挡，则表明此时没有子弹通过光幕靶。

所述遮挡光电传感器的连续性判断法包括：检测被遮挡光电二极管的位置是否连续，若是，则认为有子弹通过激光靶面，否则认为激光光幕靶工作异常。

由子弹有一定的直径且不透光，经过光幕靶时，遮挡了激光器发出的激光，在光电传感器上有一个或一个以上的光电二极管接收不到信号，此时产生的阴影是连接的，检测电路得到被遮挡光电二极管位置应该是连续的。若被遮挡光电二极管位置不是连续的，则表明此时激光光幕靶工作不正常，无须计算弹丸坐标。

所述加速度传感器判断法包括：分别在第一框体、第二框体、第三框体和第四框体上设置加速度传感器，若加速度传感器检测到的加速度大于设定的阈值，则认为子弹击中靶框。

加速度传感器能够检测出子弹击中靶框时产生的振动电压信号v，当处理器检测到v>vt时，vt为设定的阈值，表明此时检测到的弹丸坐标无效。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。