新型光电自动报靶系统的研制

摘要

目前,随着射击运动的发展与普及,人工报靶这种高危、低效的传统方式已经不能满足很多场合的需要。报靶设备的更新换代也预示着高效率、高智能、低风险已经成为发展的一种必然趋势。此外,人工报靶作业工作量大,不便于指挥人员、观察人员、射击人员及时了解射击情况,从而不能即时反馈射击信息,不利于提高射击人员水平。相比较而言自动报靶能用独特的算法提高射击环数精度,能自动统计射击成绩,能增强实时性,提高了训练效率,保护了人员安全,符合智能化、自动化发展的趋势。因此研制一种新型的自动报靶系统有着重要的意义。
　　本文所设计的是一种新型的光电自动报靶系统,主要由实时数据采集部分、中央数据处理部分、处理后数据传输部分和上位机显示部分组成,系统有着高精度性和高稳定性。传统的光电报靶系统主要使用“一对一”的工作模式,即一个激光发射器对应一个光电探测器,这样带来的问题就是系统元器件太多,发热量大、功耗严重,且由于两种传感器自身的体积,难以在一定的空间内优化射击精度。本文设计研制的新型系统采用两个120°发散角的扇形激光器以及小型光电探测器件,使用“一对多”的工作模式,这样就减少了激光发射器数量,降低了功耗,稳定性也大大增强。同时利用系统在实际测试中的反馈的问题,考虑到数据传输路数与主处理FPGA芯片上IO口的关系以及扫描时间周期与子弹穿过光幕时间的关系等众多因素对系统各个部分进行了优化与创新性改进。
　　本文首先概括了国内外自动报靶系统的发展情况,根据对现阶段各种自动报靶系统的特性分析,找出了各自的优缺点,通过对缺点的总结提出了相应的解决办法与实现办法。然后简单介绍了此次所研制新型系统的组成及工作原理,确定了系统的各个重要组成部分,形成了一个整体设计框架思路。再接着,针对各个部分拆解分析,详细介绍了报靶系统内各个模块的具体功能及实现情况。最后,介绍了实际调试和实验中遇到的问题及解决方案,还原调试和测试过程,对最终采集反馈数据、图样分析,实弹射击测试结果表明该系统达到了智能化、自动化、高效率、高精度、低风险的要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景、目的和意义

1.2 自动报靶系统的国内外研究现状

1.3 常见的自动报靶系统分类

1.4 论文的主要工作及结构

第二章 系统原理分析和框架设计

2.1 报靶系统的原理分析

2.2 系统功能划分

2.3 本章小结

第三章 新型报靶系统的实现

3.1 靶体的设计

3.2 硬件（电路）部分设计与实现

3.3 软件（Verilog）及算法部分设计与实现

3.4 上位机（LabVIEW）显示设计与实现

3.5 本章小结

第四章 系统调试

4.1光电传感器板的调试

4.2报靶系统整体调试过程

4.3本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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