Optical Digital Target Research Based on High-Speed CCD-range
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-4-22-32Keywords:
CCD-range, fresnel lens, microcontroller, normalization, errorAbstract
The relevance of the development and research is justified by the need to control the production of small arms, including the accuracy of firing. It is proposed to rely on digital targets based on publicly available components. The requirements for optical digital electronic targets of three classes of purpose (supersonic, transonic and subsonic) are described, the structure is designed and standard optical and digital components for the target of supersonic small arms accuracy control are selected. The target operation principle is based on the intersection of the object and the optical plane with the creation of a "shadow" on a high-speed CCD-range and fixing its coordinates. As a result of research, the control unit of the high-speed CCD line was configured TSL1401CL based on the MCU STM32F4 (through direct memory access and three timers, as well as a cascade circuit for switching ADC units) on the target model (with the only coordinate). Normalization of data received from CCD due to uneven brightness of optical system is introduced. A mathematical model based on regression equations compensating nonlinear distortions introduced by the target optical part is suggested. Procedure for alignment (adjustment of optical part) and calibration (adjustment of digital units) of the target is developed. Tests of the target model showed the possibility of application of the proposed design scheme based on publicly available optical and digital components with scaling capabilities. The error in coordinate determinationwas 0.143 cm (rms dev). It is necessary to constantly expand the possibilities of production automation, increase the efficiency and safety of small arms control operations, reduce its cost, and, therefore, increase the competitiveness of electronic digital targets.References
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.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 А И Кириллов, С Ф Егоров, Ю К Шелковников, Е Ю Шелковников, В Н Сяктерев, К Ю Петухов

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.