Исследование оптической цифровой мишени на базе высокоскоростной ПЗС-линейки
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-4-22-32Ключевые слова:
ПЗС-линейка, линза Френеля, микроконтроллер, нормализация, погрешностьАннотация
Актуальность разработки и исследования обосновывается необходимостью при производстве стрелкового вооружения проводить его контроль, в том числе на кучность стрельбы. Предложено опираться на цифровые мишени на базе общедоступных компонент.Описываются требования к оптическим цифровым электронным мишеням трех классов предназначения (сверхзвуковые, околозвуковые и дозвуковые), разработана структура конструкции и выбраны стандартные оптические и цифровые компоненты для мишени сверхзвукового контроля кучности стрелкового оружия. Принцип работы мишени основан на пересечении объектом оптической плоскости с созданием «тени» на высокоскоростной ПЗС-линейке и фиксации ее координат. На макете мишени (только с одной координатой) в результате исследований проведены настройки блока управления высокоскоростной ПЗС-линейки TSL1401CL на базе микроконтроллера STM32F4 (через прямой доступ к памяти и три таймера, а также каскадной схеме коммутации блоков АЦП). Введена нормализация данных, полученных от ПЗС из-за неравномерности яркости оптической системы. Предложена математическая модель на базе регрессионных уравнений для компенсации нелинейных искажений, вносимых оптической частью мишени. Разработана методика по юстировке (настройка оптической части) и тарировке (настройка цифровых блоков) мишени. Испытания макета мишени показали возможность использования предложенной схемы конструкции на базе общедоступных оптических и цифровых компонент с возможностями масштабирования. Погрешность определения координат составила 0,143 см (с.к.о.). Необходимо постоянно расширять возможности автоматизации производства, повышать эффективность и безопасность операции контроля стрелкового вооружения, снижать его себестоимость, а значит, повышать конкурентоспособность электронных цифровых мишеней.Библиографические ссылки
Афанасьев В. А., Коробейникова И. В., Коробейников В. В. Контроль изделий по кучности стрельбы методом последовательного анализа // Вестник КИГИТ. 2010. № 1 (10). С. 46-54. EDN: PLNHKX.
Марков Е. М., Вдовин А. Ю., Егоров С. Ф. Разработка модели дробовой осыпи для оценки равномерности с учетом параметров стрельбы // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2013. № 2. С. 103-105. EDN: QBIYCN.
Исследование возможности уменьшения погрешности световой мишени из-за нутации и прецессии пули / В. А. Афанасьев, В. С. Казаков, В. Е. Лялин, В. В. Коробейников // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 251-252. EDN: RUAJIZ.
Афанасьев В. А., Коробейникова И. В. Модели акустических мишеней для сверхзвуковых и дозвуковых скоростей движения пуль // Системная инженерия. 2015. № 1 (1). С. 53-64. EDN: UDVZIR.
Вдовин А. Ю., Суглов С. В. Алгоритм идентификации расположения световых экранов на стрелковой трассе с помощью датчиков контактной блокировки // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2015. Т. 18. № 3. С. 91-93. EDN: UHHHAN.
Вдовин А. Ю., Марков Е. М. Оптимизация положения световых экранов в системах определения скорости и баллистического коэффициента с использованием лазерного излучателя // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2014. № 3. С. 129-132. EDN: SNQYHB.
FreePatent (световой экран): сайт. URL: https://www.freepatent.ru/patents/2484414 (дата обращения: 04.04.2025).
Яндекс (доплер): сайт. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2715994C1_20200305 (дата обращения: 04.04.2025).
Яндекс (локатор): сайт. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2515580C1_20140510 (дата обращения: 04.04.2025).
Марков Е. М., Вдовин А. Ю. Разработка мобильной телевизионной системы для измерения параметров дробового выстрела на основе камеры видеонаблюдения // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2014. № 4. С. 121-123. EDN: TCSBTF.
Чирков Д. В., Федорова Е. А. К вопросу определения характеристик движения объекта на основе высокоскоростной видеосъемки // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2021. Т. 24, № 1. С. 53-63. DOI: 10.22213/2413-1172-2021-1-53-63. EDN: GHZTGH.
Писарев С. А., Чирков Д. В., Федорова Е. А. Анализ аберраций и способов минимизации их влияния на результаты исследований быстропротекающих динамических процессов с использованием видеокамеры высокоскоростной съемки // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 4. С. 6-15. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-4-6-15. EDN: QTPOAN.
Сравнительный анализ лазерного и радиолокационного методов измерения начальной скорости снаряда / В. А. Соловьев, С. С. Ярощук, А. В. Федотов, В. Е. Конохов // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: 2019. № 9. С. 168-175. EDN: USYZSC.
Снигирев А. А., Вдовин А. Ю. Анализ современных автоматизированных систем оценки скорости метаемого снаряжения // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании: сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции, Ижевск, 26-27 мая 2022 года. Ижевск, 2022. С. 186-192. EDN: AWQGGG.
Исследование лазерных экранов электронных оптических мишеней / С. Ф. Егоров, А. Ю. Вдовин, Е. М. Марков, Т. Е. Шелковникова // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т.15, № 4. С. 21-28. DOI: 10.22213/2410-9304-2017-4-21-28. EDN: ZWLIEJ.
Азизов Д. И., Петухов К. Ю. Устройство с удаленным доступом для измерения характеристик линейного перемещения объекта на базе ПЗС-линейки // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании. Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. Ижевск, 2020. С. 310-314. EDN: DPHLLG.
Исупов М. А., Егоров С. Ф., Шелковников Е. Ю. Оптическая система измерения параметров сверхзвуковых объектов // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании. Молодежный научный форум. Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции. Ижевск, 2023. С. 237-240. EDN: SIJVDV.
Документация на ПЗС-линейку TSL1401CL. URL: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/624290/TAOS/TSL1401CL.html (дата обращения 04.04.2025).
Документация на МК STM32F407VET6. URL: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/486331/STMICROELECTRONICS/STM32F407xx.html (дата обращения 04.04.2025).
Документация на ПЗС-линейку TSL1401CL. URL: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/624290/TAOS/TSL1401CL.html (дата обращения 04.04.2025).
Документация на МК STM32F407VET6. URL:https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/486331/STMICROELECTRONICS/STM32F407xx.html (дата обращения 04.04.2025).
Там же.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 А И Кириллов, С Ф Егоров, Ю К Шелковников, Е Ю Шелковников, В Н Сяктерев, К Ю Петухов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
