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专利名称：一种步枪弹丸几何形状测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种狙击步枪弹丸几何形状测量系统，通过该系统可以快速、精确测量步枪弹丸的三维几何参数，可用于挑选弹丸。
背景技术：
狙击步枪作为精确射击武器，其远距离射击精度和首发命中率是非常重要的性能指标。影响射击精度的因素很多，其中弹丸几何形状误差对弹丸在空气中飞行时的空气动力学特性影响很大，直接影响狙击手射击精度，所以狙击手在射击之前需挑选弹丸。目前，测量枪械弹丸的方法有两种。1)静态测量法。该方法利用传统模具制造工艺，制造标准枪械弹丸的外形模具，将被选弹丸以不安置角度放入模具之中，人工辨别弹丸几何形状是否符合使用要求。(参考文献“军用子弹的鉴定季峻”，张晓军等，《江苏警官学院学报》，2005年第04期)
2)动态测量法。该方法利用专用枪械进行远距离射击实验，通过测量击打精度、破坏力及弹丸击打后的形变，评估弹丸是否符合要求。(参考文献“弹丸速度测量系统校准方法研究章启成”，孔德仁等，《南京理工大学学报》)
方法一对于弹丸模具制造要求较高，人工进行测量，既费时效率又低下而且存在较大误差。方法二 只可用于测量被选射击弹丸，对于其他弹丸几何形状无法进行准确测量； 而且方法二测量手段较为复杂，实施过程中会产生其他干扰因，如射击枪械枪管是否符合标准；射击环境是否理想等。

发明内容
为了高效，精确测量步枪弹丸几何外形，本发明提供一种利用伺服转台带动弹丸转动，高帧频CCD相机连续采集图像信息，控制终端对接收采集到的信息进行分析，将弹丸外形还原，并计算得到弹丸的三维几何参数，从而对弹丸几何形状进行测量，从而检测该弹丸合格与否。该测量方法简单，易于实施，测量精度较高。本发明提供了一种高效，准确测量步枪弹丸几何形状的方法。结构如(图1)所示。该测量系统的组成结构为照明板(1)、弹丸(2)、弹丸卡具(3)、伺服转台工作台 (4)、转台角位置传感器(5)、光学系统(6)、C⑶相机(7)、控制终端(8)，其中，照明板(1)作为背景，弹丸(2)利用弹丸卡具(3)固定在伺服转台工作台(4)上面，转台角位置传感器(5) 安装于伺服转台(4)工作轴端，转台角位置传感器(5)与控制终端(8)连接，CCD相机(7)与控制终端(8)进行通讯连接。上述CXD相机(7 )为高帧频CXD相机。该系统的工作原理将弹丸(2)利用弹丸卡具(3)固定在伺服转台工作台(4)上面；将转台角位置传感器(5)安装于伺服转台(4)工作轴端。将伺服转台(4)控制的信号， 转台角位置传感器(5)反馈的信号与控制终端(8)连接，C⑶相机(7)与控制终端(8)进行通讯连接。该系统进行工作时，调整照明板(1)、C⑶相机(7)及弹丸(2)之间的位置关系确保拍摄效果清晰准确，控制终端(8)根据转台角位置传感器(5)的反馈信号控制伺服转台 (4)，伺服转台(4)根据接收到的信息带动弹丸(2)绕伺服转台(4)固定轴做旋转运动；CCD 相机(7)对做旋转运动的弹丸(2)的各个侧面进行连续拍摄，控制终端(8)对接收到的CCD 相机(7)拍摄的图像信息进行分析计算，对弹丸(2)的外形进行还原成像进而测出弹丸(2) 的几何参数，我们通过弹丸(2)的几何参数来判断该弹丸是否合格。系统工作时，通过转台角位置传感器(5)来控制拍摄图像的均勻度和精确度，通过 CCD相机(7)来确保拍摄成像的清晰度和精确度，从而提高系统的测量精度和效率。与现有技术相比，本发明提出的测量方法有如下特点
1)测量时，被测弹丸由特定卡具固定，保证弹丸与转台的同轴度以确保测量的准确
度；
2)采用高帧频CCD相机，提高了采样频率，保证了采样宽带；
3)采用照明板为背景，提高被测弹丸轮廓的清晰度；
4)采用转台角位置传感器，确保伺服转台与CCD相机同步配合，以保证采样均勻，提高了测量精度。


图1为本发明的结构原理图，
其中，1 一照明板、2 —弹丸、3 —弹丸卡具、4 一伺服转台工作台、5 —转台角位置传感器、6 —光学系统、7 —高帧频CXD相机、8 —控制终端。
具体实施例方式本发明方法属于动态直接测量方法，与传统动态测量方法比较，排除较多其他测量因素影响，测量系统执行效率高，方法简单可靠，被选弹丸测量后可再利用，保证测量结果精确可靠。本发明的具体实施参见图1，该测量系统的组成结构为照明板(1)、弹丸(2)、 弹丸卡具(3)、伺服转台工作台(4)、转台角位置传感器(5)、光学系统(6)、C⑶相机(7)和控制终端(8)，其中，照明板(1)作为背景，弹丸(2)利用弹丸卡具(3)固定在伺服转台工作台(4)上面，转台角位置传感器(5)安装于伺服转台(4)工作轴端，转台角位置传感器(5)与控制终端(8)连接，C⑶相机(7)与控制终端(8)进行通讯连接。照明板(1)的采用可提高被测弹丸轮廓的清晰度；转台角位置传感器(5)的采用保证了采样密度、提高了测量精度； 系统工作时，采用转台角位置传感器(5)控制的伺服转台(4)与CCD相机(7)同步配合，可获得一系列设定角度的弹丸(2)截面的轮廓线；采用大面阵、高分辨率、高速数字的CCD相机(7)对弹丸某一投影面的轮廓实现高速采样，提高了采样频率，保证了测量带宽；系统工作时，通过转台角位置传感器(5)来控制拍摄图像的均勻度和精确度，通过高帧频C⑶相机 (7)来确保拍摄成像的清晰度和精确度，从而提高系统的测量精度和效率。本实施例中，照明板(1)采用尺寸为65mmX65mm的LED面光源，伺服转台工作台 (4)采用步进电机驱动的一维角运动台，转台角位置传感器(5)采用16位光电编码器，与伺服转台工作台(4)同轴安装，光学系统(6)采用焦距为200mm的平行光管，C⑶相机(7)为高帧频CXD相机。 该系统的工作原理将弹丸(2)利用弹丸卡具(3)固定在伺服转台工作台(4)上面；将转台角位置传感器(5)安装于伺服转台(4)工作轴端。将伺服转台(4)控制的信号， 转台角位置传感器(5)反馈的信号与控制终端(8)连接，高帧频CCD相机(7)与控制终端 (8)进行通讯连接。该系统进行工作时，调整照明板(1)，高帧频C⑶相机(7)及弹丸(2)之间的位置关系确保拍摄效果清晰准确，控制终端(8)根据转台角位置传感器(5)的反馈信号控制伺服转台(4)，伺服转台(4)根据接收到的信息带动弹丸(2)绕伺服转台(4)固定轴做旋转运动；高帧频CCD相机(7)对做旋转运动的弹丸(2)的各个侧面进行连续拍摄，控制终端(8)对接收到的高帧频CCD相机(7)拍摄的图像信息进行分析计算，对弹丸(2)的外形进行还原成像进而测出弹丸(2)的几何参数，我们通过弹丸(2)的几何参数来判断该弹丸是否合格。
权利要求
1.一种用于步枪弹丸几何形状测量的系统，其特征在于该系统由照明板(1)、弹丸(2)、弹丸卡具(3)、伺服转台工作台(4)、转台角位置传感器 (5)、光学系统(6)、C⑶相机(7)、控制终端(8)所组成；其中，照明板(1)作为背景，弹丸(2)利用弹丸卡具(3)固定在伺服转台工作台(4)上面，转台角位置传感器(5)安装于伺服转台(4)工作轴端，转台角位置传感器(5)与控制终端(8 )连接，C⑶相机(7 )与控制终端(8 )进行通讯连接。
2.根据权利要求1所述的用于步枪弹丸几何形状测量的系统，其特征在于 所述CXD相机(7)为高帧频CXD相机。
全文摘要
本发明提供一种用于步枪弹丸几何形状测量的系统，该系统由照明板(1)、弹丸(2)、弹丸卡具(3)、伺服转台工作台(4)、转台角位置传感器(5)、光学系统(6)、高帧频CCD相机(7)、控制终端(8)所组成；其中照明板(1)作为背景，用于提高被测弹丸(2)轮廓的清晰度。本发明可以提高步枪弹丸几何形状的测量效率及测量精度，属于动态直接测量方法，与传统动态测量方法比较，排除较多其他测量因素影响，测量系统执行效率高，方法简单可靠，被选弹丸测量后可再利用，保证测量结果精确可靠。
文档编号G01B11/24GK102207372SQ20111006864
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者李咏嚎, 王爱华, 纪强 申请人:武汉大学