基于线阵CCD的激光模拟精度射击光线检测定位研究

发布时间：2020-06-25 04:46

【摘要】：轻武器的打靶射击训练是单兵训练的基础,能否保证这一训练的效率和质量将直接影响到部队训练的效果。目前我国在这方面仍然比较落后,仍沿用传统的实弹射击方法,这种射击训练存在开支大、危险性高、组织和实施繁琐等问题,难以保证部队单兵打靶射击训练的高效和有序进行。光电技术、微电子技术、网络通信技术、多媒体技术以及传感器技术的发展,为各种新式的单兵打靶训练模式创造了条件。本文针对实弹射击训练的不足,进行了基于线阵CCD的激光模拟射击光线检测定位的研究。该研究以激光代替实弹,以CCD光标靶代替传统的实弹纸靶。这样不仅提高了部队训练的安全性,节约了训练成本,而且由于引入了网络通讯技术、多媒体技术等,使得轻武器的射击训练更具信息化、智能化,保证了部队训练的效率和质量。论文首先介绍了基于线阵CCD的激光模拟射击光线检测定位研究的总体框架,包括上下位机的总体布局和各个模块的相互关系。其次介绍了论文的核心原理,包括CCD传感器的采集原理和光标靶的定位原理。最后对论文的主体部分进行介绍。论文主要分为上位机和下位机部分,上位机的控制模块实现对下位机的控制和对下位机传输数据的显示。下位机控制器模块分为FPGA模块和STM32模块。其中STM32模块为下位机的主控制器模块,FPGA模块为下位机的从控制器模块。主控制器模块主要完成上下位机的数据通讯,接收从控制器传输的数据并进行处理以及向从控制器发送操作指令。从控制器模块完成的任务是驱动线阵CCD传感器、驱动模数转换芯片AD9822、驱动SRAM存储器芯片,以及实例化FIFO的IP核等。上位机部分主要用c#语言,在.NET平台上开发,并且运行于指挥中心的PC端。论文最后是算法介绍部分和各模块的功能测试部分。算法部分包括滑动累加平均、双边缘中心定位法等。各个模块的功能测试部分包括上位机控制功能测试、数据存储与显示功能测试,以及下位机CCD传感器模拟信号图像测试等。测试结果显示各个模块达到了需求效果。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ5
【图文】：

电荷,反型层

逑深度将不断加深，并会和１＾形成正比关系，这使半导体中的少数载流子电子被逡逑吸引到表面，而形成反型层，如图２－１邋（ｃ）所示。因为反型层具有较低的势能，逡逑所以可以把电子存储在内部，形成势阱［５］。逡逑金uｉ电极ｇ逦Ｕｓｆｉｋ逡逑汪三＿红；逡逑ｍ邋ａ＾．ｗ逦￣邋？啤■邋？逡逑ｃｗＢｊＪ逡逑Ｐｌｒｆ导休邋耗尽层邋反型１逡逑（ａ）逦（ｂ）逦Ｗ逡逑图２－１电荷的存储逡逑３．

示意图,激光光斑,激光模拟,光斑定位

小于激光的波长，则基于丁达尔效应原理，将在亚克力板的侧面形成激逡逑光光线。这样经过线阵ＣＣＤ相机采集光学信号，并经过下面的计算后，可产生具逡逑体的射击靶面位置信息［９］。具体的激光模拟射击光斑定位示意图如图２－２所示。逡逑＿逡逑娭逡逑＇＇丨逡逑１＼邋ＣＣＤ－Ａ逦Ｌ逦Ｃ逦ＣＣＤ－Ｂ邋ＺＡ逡逑图２－２激光模拟射击光斑定位示意图逡逑如图所示，设线阵ＣＣＤ相机Ａ和Ｂ水平间距Ｚ已知，检测激光光斑中心与水逡逑平线的夹角分别为《和卢，激光光斑距水平线高度为从与底线的交点为Ｃ。因逡逑此有：逡逑Ｌａｃ邋＋邋ＬＣＢ邋二邋Ｌ逦（２－４）逡逑ｔａ逦（２．５）逡逑Ｌａｃ逡逑８逡逑

【参考文献】