瞄准系统范文

瞄准系统范文（精选11篇）

瞄准系统 第1篇

1 直接使用瞄准镜进行瞄准训练存在的问题

轻武器瞄准镜集观察、测量和瞄准等多种功能于一体, 在熟练掌握瞄准镜的使用方法后, 能够显著提高射击水平, 相对于机械瞄准具, 它在观察目标, 判断距离、提高射击稳定性方面的优势非常巨大。在战斗中使用瞄准镜, 能够在更远的距离射击命中, 在有限的时间内对敌人形成有效打击, 并减少因近距离作战带来的伤亡。

使用实物瞄准镜进行训练受到各种条件的制约, 由于我军轻武器瞄准镜的装备数量明显不足, 造成部队训练时, 每个战士的训练时间非常有限, 加之担心瞄准镜受到损坏, 所以, 训练起来也就格外小心谨慎。另外, 轻武器的类型众多, 与之相配的瞄准镜各不相同, 每种瞄准镜的镜内分划都有其不同的使用方法, 短时间内无法熟练掌握。综合上述多种原因, 造成使用瞄准镜进行瞄准的训练开展不够理想。

因此, 很有必要开发一种瞄准镜瞄准训练模拟系统, 通过模拟训练, 使受训人员熟悉并掌握各类瞄准镜及其镜内分划的使用, 培养其判断能力和射击直觉, 达到在复杂情况下, 能够做到先敌开火, 首发命中的目的。

2 训练模拟系统的组成及功能

训练模拟器由计算机和专用软件组成。

其功能主要包括两部分:

1) 枪械知识:通过图片、文字和视频等方式详细讲解射击原理以及各种瞄准镜及其镜内分划的各项参数及其使用方法, 受训人员可以根据自己的需求选择学习内容。

2) 模拟训练:通过三维动画的方式, 模拟使用瞄准镜进行瞄准及射击的过程, 用户可以通过键盘、鼠标等人机交互设备对瞄准镜进行操作和调节, 完成射击动作后, 显示射击结果和成绩, 并对训练过程做出评价。

3 训练模拟器的软件设计和开发过程

训练模拟器的软件设计和开发过程大致分为以下几步:

1) 用VC++6.0创建基于Open GL的应用程序框架

训练模拟器的软件使用微软VC++6.0平台在Windows XP上开发。三维动画的开发基于Open GL 2.0。由于该模拟系统没有采用3D引擎开发, 因此需要从搭建应用程序框架开始。

首先用VC++6.0创建一个基于对话框的应用程序, 在主对话框上添加一个CStatic类控件, 将其命名为m_OpenGLWindow, 该控件的窗口用来显示模拟训练时的三维动画。

然后添加我们事先写好的Open GL类, 生成一个对象m_Open GL, 通过该对象调用Open GL中的各种绘图函数。

最后将m_Open GLWindow与m_Open GL绑定并进行一些初始化设置, 这样就搭建了一个简单的程序框架。

2) 制作软件中使用的各种素材

有了应用程序框架之后, 还需要制作各种素材, 用于在三维动画中显示, 一起组成一个虚拟的训练场, 其中包括了天空、地形、建筑物、障碍物、武器及其瞄准镜和标靶等。

制作天空模型的时候, 通常将其看做一个巨大的立方体, 在除了底面的其它5个面上贴上使用Vue 6制作的高质量的天空和气象环境贴图, 一般可以达到比较逼真的效果。

瞄准镜镜内分划和靶子的图片, 以及树木和3D模型的贴图使用Photo Shop CS制作。其中要注意的是, 在Open GL中使用的图片一般都是矩形, 在瞄准镜分划和靶子以及树木的图片中有些部分是要做透明处理的, 这些地方应为纯黑色, 以便Open GL在绘制时处理。

地形、建筑物、障碍物等3D模型使用3ds Max 8.0制作, 为了提高显示速度, 要尽量减少多边形的数量。

制作完成后, 将这些素材保存在一个文件夹内, 通过Open GL函数进行调用并显示在训练场景中。

3) 在软件中添加移动和观察功能

在程序框架中添加一个Camera类 (事先写好) 并创建其一个对象m_Camera, 该类可以根据鼠标和键盘的操作计算观察点的位置和观察角度, Open GL根据m_Camera对象的数据绘制3D画面, 模拟受训人员在训练场中的移动和观察角度的变化, 并根据瞄准镜是否开启及其参数调整视场大小。

4) 在软件中添加武器和标靶

该系统要让受训人员学习并掌握多种不同轻武器及其瞄准镜的使用方法。所以, 模拟训练软件要模拟多种不同的轻武器, 并在训练中要提供武器装备的切换功能, 以便让受训人员学习其使用方法和使用差别。

不同的武器有不同的外弹道参数和瞄准镜分划, 所以在设计软件时, 先设计了一个基础类Weapon, 该类实现了轻武器常用的功能, 如打开和关闭瞄准镜、装弹、射击等, 并将显示武器图片、载入瞄准镜分划等功能设置为虚函数。然后在Weapon类的基础上派生出各种具体武器的类, 在派生类中实现其虚函数, 并添加手轮调整等不同武器的特有功能。这样在创建武器对象时, 就可以通过基础类Weapon指针方便地调用各种派生类对象, 完成武器的切换功能。

标靶也有不同的种类, 类似Weapon类的设计思路, 同样先设计一个基础类Target, 该类实现了标靶的一些常用功能, 如设置位置、移动、计算距离、显示、清除弹点等, 把载入图片和命中判断等功能设置为虚函数。然后在此基础上派生出不同的靶子类型, 如身靶、站姿靶、蹲姿靶、卧姿靶等。

5) 在软件中添加射击和子弹飞行轨迹计算功能

子弹的飞行轨迹计算公式是一个二项式, 系数主要根据射表数据进行二项式拟合 (这个工作可以借助Matlab来完成) 。但是不同的武器有不同的外弹道参数, 不同的气象条件也会改变子弹的飞行轨迹, 所以设计了一个子弹基础类Bullet, 它包含了子弹的位置, 初速度, 初始角度等信息, 实现了飞行、参数调整等方法。然后在此基础上派生出不同型号的子弹类, 如步枪子弹、狙击枪子弹等, 在计算其各自的飞行轨迹时, 对计算公式进行修正。

当按下鼠标左键或回车键时, 发生射击动作。这时, 根据武器和子弹类型创建一个子弹类的对象, 并根据射击位置、角度、风向、海拔等数据, 对其进行初始化, 然后在每个计时节拍根据飞行轨迹公式计算一次位置, 同时计算其与每一个靶子的距离。如果是连发, 就创建一个动态数组, 将射出的子弹都保存在数组里, 每个节拍依次检查一遍。

6) 在软件中添加命中判断功能

射出的子弹要根据其与标靶的位置来判断是否命中目标。子弹可以当作一个质点, 其位置可以根据公式计算得出, 靶子的位置也可以根据靶子的移动轨迹计算出来, 但是靶子不能当作一个质点, 其位置只能表示其中心点的坐标, 是否命中, 还要根据靶子的大小和形状来具体判断。

如图1, 我们可以让靶子在任何时刻都正对射击观察方向, 即靶子所在的平面与观察点到靶子中心连线在底面的投影垂直。这样当靶子与子弹在垂直方向上小于一定值时, 认为子弹落入了靶子所在的平面。假设根据子弹的飞行轨迹计算出子弹落在B点, 得到B点坐标, 就可以计算B点与靶子中心线上与B点同高的一点C的水平距离, 如果小于靶子的宽度, 就认为打中了靶子。

靶子形状虽然大多为矩形, 但是其目标轮廓通常是不规则的图形 (图1中为人形) , 所以打中靶子不等于命中目标, 必须在有效轮廓内才算。在计算命中时, 要以轮廓线为准, 因为判断子弹是否位于连续的弧线轮廓内计算量非常大, 所以需要将不规则的图形按高度离散成一系列规则的图形 (分割数量以满足精度要求为准) , 通常以梯形为主, 如图2将靶子分为6个梯形, 对于更复杂的图形 (如站姿靶) 需要分割成更多的梯形, 对应每个梯形的高度和斜边建立一个计算公式, 根据子弹的高度套用其中一个, 如果落在梯形以内, 就算命中目标。

7) 优化程序

在完成了程序的主要功能以后, 还要对程序进行一些优化, 以达到更为精确和真实的模拟效果。比如:通过读取硬件信息, 改变视场角的大小, 来消除因屏幕分辨率不同, 带来的画面变形和偏移。通过计算观察点和3D模型之间的位置, 避免碰撞和穿墙现象。调整移动靶的移动速度。显示和关闭辅助功能, 如显示目标距离和位置、限制移动范围、帮助瞄准等功能。

8) 最终效果如下图显示。

4 结论

在现代战争中, 武器装备的技术水平起着越来越重要的作用, 但是有了先进的装备不会用也无法发挥其战斗力。在传统训练方法的基础上, 结合更加先进的训练方法, 让士兵们熟练掌握武器的使用方法和技巧, 做到运用自如, 才能充分发挥其战斗力。

该瞄准镜瞄准训练模拟系统, 克服了传统训练方法中存在的一些弊端, 不但能够培养士兵们对轻武器瞄准镜的兴趣, 更能让其在短期内熟练掌握多种瞄准镜的使用方法, 学会使用瞄准镜进行观察、测量和瞄准, 提高射击的精度。通过模拟训练, 达到让士兵在使用带有瞄准镜的轻武器作战时做到人枪一体, 充分发挥武器的威力, 大幅度提升战斗力, 减少伤亡。

摘要：介绍了一种新型的模拟训练系统的设计原理和实现过程。该系统使用计算机进行仿真, 以基于OpenGL的三维动画为主要表现手段, 通过使用该系统进行射击瞄准训练, 能够使受训练人员熟练掌握多种轻武器瞄准镜的使用方法。

关键词：模拟训练,瞄准镜,Open GL,三维动画

参考文献

[1]Richard S, Wright Jr.Benjamin Lipchak.Open GL超级宝典[M].第3版.北京:人民邮电出版社, 2005.

[2]和平鸽工作室.Open GL高级编程与可视化系统开发-系统开发篇[M].第2版.北京:中国水利水电出版社, 2006.

运载火箭瞄准信息显示系统设计 第2篇

运载火箭瞄准信息显示系统设计

瞄准系统中的转换器、瞄准控制器及传输电缆部分是最容易受干扰的环节,也是瞄准系统可靠性的控制点.通过在光电经纬仪目镜后部加装电荷耦合装置(charge coupled device, CCD)成像装置,并将成像装置采集的主、副光电经纬仪的图像,采集到计算机进行处理,从而以更直观的方式显示出来,完成运载火箭瞄准信息显示系统的.设计,解决运载火箭瞄准系统工作状态远程监测、显示的问题,从而提高瞄准系统的可靠性.

作 者：郭保新 唐建 GUO Baoxin TANG Jian 作者单位：装备指挥技术学院,航天装备系,北京,101416;中国酒泉卫星发射中心,甘肃,酒泉,732750刊 名：装备指挥技术学院学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF THE ACADEMY OF EQUIPMENT COMMAND & TECHNOLOGY年，卷(期)：200718(2)分类号：V5530关键词：瞄准 运载火箭 信息 显示 设计

美国陆军瞄准轻武器模拟系统 第3篇

新研制的射击训练器组合了枪法技能训练、判断训练和集体战斗训练等几大功能。ECC公司一位发言人说，该公司新研制的轻武器模拟系统不是要取代实弹射击训练，而是要通过提供给班组在模拟环境下的协同训练来提高训练效果。该系统引进了许多先进的技术，通过计算机能够检测出轻武器常见的故障。系统能够显示“枪弹”的弹着点，记录飞行轨迹、扣扳机的动作以及在协同训练中每个射击者的动态成绩。

EST2000是一种室内模拟系统，但能提供任何天气条件下，如雨、雪、风、雾、黎明、傍晚、白天、夜间等的协同训练。系统可以产生各种特技效果，包括爆炸、施放烟雾、闪光信号、弹丸溅片、曳光弹射击等。系统虽然使用的是平面屏幕显示，但地物和目标都是三维的立体对象。地形设计是根据最初合同中提供的主要参数确定的。不过，该公司可以根据具体的任务要求设计新的地形。

作为一种射击训练器，EST2000为射击者提供了全部射击项目的模拟训练。系统提供给每个射击者一张记分表，标记其在射击全过程中击中目标的情况。系统以三维坐标系的形式准确而逼真地跟踪每个士兵的射击动作与反应能力。由于全程记录了每个射击者的成绩，便于训练后准确地讲评。

EST2000可在标准配置的个人计算机上运行，使射击训练变得较为简单。 ECC公司在与陆军签订的合同中规定，帮助陆军训练人员解决系统使用中可能出现的任何问题；为使用新系统的训练人员提供操作培训。但该模拟系统的设计是用户友好型的，士兵只要知道怎样使用鼠标就能操作EST2000 系统。整个系统安装只需1至3个人在1至2个小时内完成。

专业教官可以通过编辑模拟系统在很大程度上控制训练参数。包括射击与不射击判断训练以及班组级协同训练。该系统可以联网运行，允许15 个士兵同时参加训练。

刘焕松 供稿

头盔瞄准具检测系统的概述 第4篇

1 头盔瞄准具视线测量技术原理

头盔瞄准具较之平视显示器的一个关键优势是:离轴攻击能力。为了指导导弹头捕获目标, 必须为头盔瞄准具配备精确的跟踪器。当飞行员将瞄准线对准目标时, 头盔位置与头盔瞄准线的位置是一致的。因此, 在工程上通常采用头部位置的测量值来代替头盔瞄准线的位置。如此测定飞行员头部的确切位置, 以获得目标相对于飞机的位置显得尤为重要。视线测量常用的方法有机电法、光电法、磁感应法、超声波法等4种。目前, 通常在工程上多采用光电法进行视线测量[3]。

光电法是在头盔两侧耳机旁各装一对光敏探测器, 并在飞机座舱两侧略后于驾驶员头部的位置上各装一个红外扫描器。扫描器发射的红外光束做等速水平扫描, 形成扇形红外光区域, 照射至军用头盔显示器的光敏器上。袖珍计算机接收扫描器定时基准信号及光敏器被红外光照射时所产生的信号。根据两种信号之间的时差, 便可算出驾驶员头部相对于飞机轴线的方位角与俯仰角。采用光电视线测量技术的军用头盔瞄准具对驾驶员头部的活动限制较小[4,5]。

2 五轴检测系统的机械结构设计

2.1 五轴检测系统的功能

仿真检测系统采用光电法测量出瞄准观测线相对飞机坐标系以X-Y-Z方式转过的目标方位角μm, 和目标俯仰角Vm, 必须准确测定位于头盔观测器上的呈等腰三角形布置的三个发光二极管ИДi (i=1、2、3) , 相对于分别安装在平视显示器两侧的红外扫描部件垂直轴OAYA、OBYB转过角度ΨAi、ΨBi, 再用计算机解算出目标方位角和目标俯仰角。通过计算机输出控制指令, 使方位电机、俯仰电机, 按照指定的方向转动一定的角度后使系统校准零位。控制输入脉冲数目和改变脉冲频率, 通过两步进电机带动头盔观测装置, 按指定的角度速度转至指定方位和俯仰方向上。而头盔瞄准具的输出角度由计算机通过总线读出卡读出。将计算机读出的角度与头盔瞄准具观测装置转过的角度进行比较, 从而得到头盔瞄准具的输出角度的静态误差和动态误差[5]。

2.2 五轴检测系统的机构组成

仿真检测系统主要由机械检测平台、液压电动机控制系统及总线接收卡等组成。采用两个液压电机、两套减速器, 分别带动方位通道和俯仰角通道旋转, 利用光电编码器测量角度位移值作为反馈信号。

3 五轴检测系统的控制系统设计

五轴仿真检测系统旨在模拟人体颈部和头部各种动作姿态。由于系统采用两个双液压电机驱动同一负载, 当两个电机输出不同步时, 两个电机势必存在相互作用, 使系统运行性能和受力性恶化, 造成系统失稳和误差增大。因此, 讨论系统同步驱动控制方法对提高系统整体性能和精度有着十分重要的意义。

3.1 五轴检测系统的控制原理

两个电机的输出轴由框架刚性地联结在一起, 其中一个设定为主回路, 另一个设定为从回路。采用一个光电编码器测量主回路电机轴的角位移, 通过测速板对角位移信号处理求取速度, 主从回路各有一个压差传感器用于获取所在回路的负载压力反馈。两个伺服阀均选同一规格, 两个液压电机也是按相同图纸加工装配。因此, 具有很好的相似性。但由于两个电机支路的不完全一致性及负载的均匀分配等原因, 两者必然会产生同步误差。因此, 仅采用一个公共控制器难以使位置状态差值e T=x1-x4的绝对值最小, 常采用两个编码器获取位置差, 或是采用两个测速电机获取速度差进行同步补偿, 而这些方法都使系统成本增加, 结构设计及参数调整也都比较复杂。

3.2 五轴检测系统的控制策略

采用双电机同步控制必须考虑控制系统存在着参数不确定性和时变性的因素, 如油液粘度的变化等都对会同步效果产生影响, 因此必须能够抑制参数变化的影响, 使系统能够在各种状态下稳定工作。本文提出的智能控制器包括主免疫控制器与同步补偿器。主免疫控制器是利用免疫算法的模糊自适应性与鲁棒性, 以主电机动静态性能最佳为设计目标。同步补偿器是通过提取两个液压电机负载压差传感器的差值对从电机控制回路进行前馈补偿。主免疫控制器实际是基于免疫原理得到的非线性模糊比例控制器, 其比例系数可以随控制器的输出变化而变化, 具有很强的自适应能力, 可使系统在参数发生变化时仍然保持良好的稳定性和动态性能。为了补偿非线性与噪声引起的稳态误差, 在其基础上加入积分与微分控制。由于系统是欠阻尼系统, 因此采用主电机负载压力状态反馈增加系统的阻尼比, 拓展系统的频宽。为了减少内外干扰及伺服阀零漂、死区、滞环等非线性影响, 采用测速板获取主电机速度信号进行速度状态反馈, 以提高主回路刚度和系统静态精度。

4 结语

本系统采用了免疫控制策略使主电机通道控制性能达到最佳, 并可以抑制参数变化的影响, 然后通过提取负载压力传感器的反馈值对电机进行同步前馈补偿, 实现了两个电机的同步控制。该种方案结构简单、成本低、可靠性高、实时性强, 可提高头盔瞄准具视线测量效率。

摘要：为了精确检测飞行员视线与头盔瞄准具瞄准线相对误差, 采用五轴仿真检测系统模拟头部各种姿态的方式进行实现, 提出一种低成本实现五轴检测系统的方案。系统设计以电机静态性能最佳为设计目标, 利用免疫算法的模糊自适应性与可靠性, 进行了位移、速度状态主免疫控制器设计, 并使其同时输出给主、从电机伺服放大器。实验结果表明, 检测系统提高了头盔瞄准具视线测量效率, 对头盔瞄准具的瞄准精度修正提高有重要意义。

关键词：头盔瞄准具,视线测量,检测系统,同步驱动

参考文献

[1]陈涛, 袁东, 吴衡.头盔显示器/瞄准系统仿真技术研究[J].系统仿真学报, 2008, 20 (8) :201～2017.

[2]周海宪.头盔显示技术的发展[J].红外技术, 2002, 24 (6) :1～7.

[3]蒋庆全.军用头盔显示器技术初探[J].现代显示, 2001, 28 (2) :48～53.

[4]张安, 周志刚.航空综合火力控制原理[M].西安:西北工业大学出版社, 1997.

瞄准安全零理念 第5篇

三交河矿瞄准安全“零目标”创建本质安全型区队自“坚持零事故理念，促煤矿安全发展”活动开展以来，三交河矿瞄准安全“零”目标，抓实“创建人、环境、管理”三大举措，全力创建本质安全型区队。

为塑造本质安全型职工，该矿坚持“套餐、快餐、自助餐”三种培训方式并行，按照缺什么补什么的原则，把矿内外常规培训作为重点，保证人员、内容、时间、考核、管理“五到位”；在改善安全环境上，该矿加大资金投入，引进先进设备，提升矿井机械化程度，严抓各区队干部带班下井，坚决执行安全包保制度，杜绝违章指挥；同时该矿以执行准军事化管理为契机，完善班前礼仪，健全安全管理制度，规范安全计划，提高整体执行力。这种“三位一体”的安全生产模式有效确保了矿井安全生产。

（霍州煤电三交河矿宣传部 陈庆祥联系电话：***）

预备　射击　瞄准 第6篇

有人想这也太轻松了吧!不错，搞企业创品牌不是儿戏，而是个牵涉方方面面的工作。创业16年来，我一直比较顺利，原因在于我总是能把复杂的事情简单化。想到就马上做，看准了马上开炮。

先讲一个故事：有一次，法国部队与德国部队联合演习，其中一个任务是摧毁树林里的一个目标。法国人的坦克炮筒很长，准确度高。德国人用的是美国坦克，自动化程度高，炮筒较短。接到指令后，法国兵立刻派一个人爬到树上，先找到两个教堂的尖顸做参照点，然后将测量的数据输入电脑，根据电脑计算的结果调整角度，最后射击；随后，根据第一次射击的偏差再校准角度，第二次射击时就把目标击中，耗时X分。德国人不一样，他们看准了大致的方向就射击，然后不断地前进、射击、调整偏差，最后几乎毁掉了整个用来演习的树林，才把目标击中。不过一算时间，他们比法国人用得要少。

在这个故事中，体现了“预备、瞄准、射击”和“预备、射击、瞄准”两种截然不同的作战思路。毫无疑问，前者是理性和稳妥的做法；后者感性但速度快。客观而言，两种思路没有绝对意义上的对错之分，但是从做企业的角度看，预备、射击、瞄准收效更好。

中国的民营企业特别是温州的企业，在创业之初，都是在一种懵懂的意识中开始的，他们一看到机会就一头扎进商海，也许当时他们并没有想好，或者对市场看得不清楚，但是在常年的摸爬滚打中练就了本领，并不断壮大。

也许很多人会觉得，后者“粗犷”的做法会造成巨大的成本浪费。我认为这曲解了“预备、射击、瞄准”的本意，对成本内涵也产生了误解。

奥康16年发展成了中国皮鞋行业的第二，靠的是什么?我说，速度决定一切。我这个速度包括三个方面：发展速度、创新速度和学习速度。比如我们营销模式的不断创新变革、我们投资西部建鞋都和我们与意大利鞋业第一品牌GEOX强强合作，都是在很短时间内做出决策，并迅速上马。我们靠的就是把握机会的速度。

但讲速度并不意味着冒进，“预备、射击、瞄准”实际上是一种有策略意识的行事风格。什么事情都完全想好再去做，就会贻误战机、浪费机会。市场惟一不变的就是变。市场环境本身是个动态的过程，而做企业也是个动态的过程。因此，往往很多时候，由于市场的巨变而使许多机会出现的时候，没有瞄准好，也得射击。

我们经常谈到成本，但更多人只知道看得见的经营成本，而往往忽视了一个更为重要的“机会成本”。很多情况下，你深思熟虑过后的所谓机会事实上已离你远去，如果说暂时的经营成本增加，那只是暂时减少你短期的利润；但如果没有扼住“机会成本”的咽喉，你将会失去未来。在那个时候，你再谈成本已毫无意义。

我认为，市场研究的理性要掌握合适的“度”，没有把握的事不做，绝对有把握的事也不做。计划经济时代下的国有企业给我们展现了一个反面教材。大家都知道它们一般都有一个被规划好的任务目标，什么都是被计划好的，然后就是员工们按部就班地实施。这样的企业没有创新、没有奇迹、没有惊喜。

中国的企业需要惊喜，需要奇迹，尤其是我们这些民营企业。而这样的惊喜和奇迹，就在于你“漫无目的”地大肆炮击后，突然发现，目标已经被击毁!

一种救生设备瞄准系统的研究 第7篇

当船舶人员落水时，以投射救生设备者和落水者之间的水平连线为X轴、以过投射救援者所在位置的铅垂线为Z轴、以与上述两轴正交的水平线为Y轴，建立空间坐标系(如图1所示)。图1中，α为方位角，θ为俯仰角，这两者共同确定了投射瞬间的空间指向。根据物理学知识可知，在无外界环境干扰、初速度固定的情况下，俯仰角θ=45°时所能够达到的投射距离最远，故可以用最小安全的气压完成投射操作，不妨将俯仰角θ选定在45°来进行[2]。至于方位角α的大小和方向，则取决于当时环境的风向、风速，而这些数据的获取确定及模型建立依靠投射装置的瞄准系统来完成。

1 瞄准系统结构组成

瞄准系统主要由激光测距模块、风向风速传感器、电子罗盘、倾角传感器、控制运算模块、LCD液晶显示屏及电源模块组成。其结构组成如图2所示。

当人员落水时，首先由激光测距模块测量投射者与落水人员实际的水平距离;电子罗盘能够实时提供落水者的航向数据;风向风速传感器实时提供当时环境的风向、风速数据;倾斜传感器实时提供投射枪托发射时俯仰角θ数据，这些数据通过串口或模拟量输入到运算控制模块，运算控制模块根据数学模型进行运算处理，驱动LCD液晶显示屏实时显示需要调整的角度和距离等数据，最终确定发射的最佳角度和压力。

系统采用芯片级、板卡级的集成化设计，将所选用的各种传感器材、设备进行合理拆解，并通过设计、加工专门的外围电路及安装壳体，将所有的零部件进行有效集成，形成一个有机的整体，如图3所示。

2 控制系统设计

控制系统设计(如图4)采用C8051F340型号单片机作为运算处理单元，对激光测距(JGCJ)、风向风速(FXFS)、电子罗盘的航向(DZLP)以及倾角传感器(QJCGQ)等输入信号进行运算处理，运算控制模块输出信号驱动LCD液晶显示屏进行显示。

C8051F340型号单片机具备48 MHz的时钟频率、内部振荡器0.25%精度、以及10位ADC，能够为系统提供高速的运算速度和采集精度;40个I/O口线，可同时使用的硬件SMBUS、SPI和2个UART串口，支持所有USB和UART模式，具备扩展的中断系统，便于和多种传感器进行数据交换[3]。

2.1 电源模块

整个瞄准系统采用9 V/500 m A·h可充电锂电池供电，使用外置点触式按钮开关(兼作测距按键使用)启动电源，风向风速传感器、倾角传感器、电子罗盘、液晶显示屏等部件开始工作，默认1 min后自动断电(这期间如果检测到用户有进行测量距离操作，内置软件能够自动重新开始计算延时)，以保证电池的续航时间。电源模块设计如图5示。

激光测距模块、风向风速传感器直接利用锂电池9 V供电;锂电池9 V通过7805进行降压得到5V，给电子罗盘和倾角传感器进行供电;再通过AS1117给单片机C8051 F340进行供电工作。

2.2 激光测距模块(JGCJ)

激光测距模块采用TruPulse200内提供的测距望远镜核心部件[4]，工作波长为905 nm。通过SPI总线与单片机进行数据交换，也就是与单片机P0.0、P0.1、P0.2、P0.3口进行数据交换。将实时数据输入到单片机C8051F340运算模块中进行运算，可实时计算出落水人员的实时距离。

2.3 风向风速传感器(FXFS)

风向风速传感器选用芬兰vaisala的WS425型传感器[5]，直接采用电源9 V供电，采用RS232串口与单片机进行数据交换，也就是通过P0.4、P0.5口将当时气象的风向风速的数据输入到单片机控制模块中。

2.4 电子罗盘(DZLP)

电子罗盘采用国产LP3200型平面电子罗盘，工作电压5 V，测量精度±1度，圆形，直径30 mm，通过RS232串口与单片机进行数据交换，也就是通过P0.6、P0.7口将航向的数据输入到单片机C8051F340运算控制模块中。

2.5 倾角传感器(QJCGQ)

倾角传感器测量范围为±90°，单极5 V供电，与单片机P3.5口进行数据交换。倾角数据是模拟量输出，通过AD转换直接输入到单片机中。倾角传感器集成板与控制板成45°夹角铺设，倾角传感器在下面，当俯仰角45°投射时，倾角传感器正好处于水平位置，这样能够保证倾角传感器的水平度，减少计算的工作量。

3 系统软件设计

系统运行过程中，根据落水人员的距离、当时的气象条件、航向、倾角等数据进行运算处理，然后输出驱动显示屏显示[6]。

软件设计采用VC++编程，(加入采用的计算机硬件配置环境和软件环境)，数据输入与处理采用模块化设计，可很好的嵌入综合检测系统软件中，软件流程图如图6所示。

瞄准系统设计首先采用人肉眼进行观测判断是否在视野范围内，并及时找出落水人员的大致位置，然后利用激光测距仪的望远镜找出落水人员，由于激光测距仪的望远镜和测距瞄准模块在一条水平线上，故能够很快通过传感器完成对落水人员的距离、风向风速、发射倾角、航向等数据采集，输入到控制预算模块中进行处理，驱动LCD显示屏数据每0.5 s刷新一次，从而实现精确投射。

4 试验测试

在离岸边不同距离的长江上放置一个假人目标，岸边利用投射设备不同的风速环境下进行实验，数据如表1所示。

首先激光测距仪测量出投射者之间的距离，风速风向传感器实时测量出环境数据，根据数学模型进行运算控制，计算出投射方位角(α)，然后进行投射救生设备。根据表1数据可知，在风向风速同等条件下，距离越近，误差越小;在风向同等条件下，风速越大，误差越大;在风向同等条件下，风速越大，方位角越大。在实际投射过程中，根据方向进行投射。这次试验投射气囊落在落水者偏东，也就是方向，气囊可以偏流到落水者身边，能够使落水者很快得到施救。

5 结束语

该瞄准系统在投射救生设备时，在不同的气象条件下进行了多次试验，能够迅速精确地投射到目标周围，大大提高了救生效率，这个系统运行安全可靠，操作方便，可控性较好，界面清晰灵活。

参考文献

[1] 林建福,卢建禄.PSC检查中救生设备常见缺陷与防范.中国海事,2009;7:42—45Lin Jianfu,Lu Jianlu.Deficiencies in lifesaving appliances frequently detected during PSC inspection and control measures.China Maritime Safety,2009;7:42—45

[2] 张双成,曹海洋,高涵,等.基于GAMIT的GPS短基线解类型分析及应用.测绘通报,2011;10:32—35Zhang Shuangcheng,Cao Haiyang,Gao Han,et al.Application and analysis of GPS short baseline processing based on GAMIT.Bulletin of Surveying and Mapping,2011;10:32—35

[3] 王晓宁.基于C8051 F340单片机的USB数据采集系统.医疗卫生装备,2009;30(7):111—113Wang Xiaoning.USB data collection system based on MCU C8051F340.Chinese Medical Equipment Journal,2009;30(7):111 —113

[4] 贾伟广,高占科.基于数字图像和激光测距技术的海水潮位研究.仪器仪表学报,2013;34(3):614—618Jia Weiguang,Gao Zhanke.Research on seawater tide measurement based on digital image processing and laser ranging technology.Chinese Journal of Scientific Instrument,2013;34(3):614—618

[5] 杜伟略,谈向萍.低功耗超声波风向风速传感器设计.测控技术,2013;32(9):12—16Du Weilue,Tan Xiangping.Design of low-power ultrasonic wind sensor.Measurement&Control Technology,2013;32(9):12—16

瞄准系统 第8篇

某型机载瞄准吊舱能对地面目标的电视、 红外图像采集,通过目标图像的识别及跟踪处理, 引导激光制导炸弹攻击地面固定及活动目标。 设计的仿真系统能按照机载瞄准吊舱的成像功能, 仿真图像的产生识别和跟踪功能, 对熟悉作战使用及提高装备维护训练水平具有重要意义。 视频采集软件是仿真系统的重要组成部分, 是图像识别和跟踪的基础。

2 视频采集原理

2.1 流媒体定义

流媒体是指视频、 声音和数据从源端同时向目的地传输,可以作为连续实时流在目的地被接收。 这里源指的是服务器端的应用, 而目的地或称接收端是指客户端应用。

流数据从服务器端应用传输后可由客户端应用接收并显示或回放, 一般是客户端应用接收到足够的数据并将之存储在缓冲区后便立即将视频显示出来, 或将音频回放出来。

2.2 网络流媒体采集原理

数字视频和声音传输属于流媒体传输范畴。 模拟视频和声音信号经过捕获设备转换成数字形式, 会产生巨大的信号量, 必须采用压缩技术, 才能实现数字视频和声音信号的网络传输。 另一方面, 数字视频和声音传输对时间的敏感性很强, 实时性要求很高, 必须采用特别的网络传输协议。 数字视频和声音传输的一般做法是: 先在源端先将数字视频和声音信息进行压缩, 当通过有服务质量(QOS) 保证的网络传输到目的地, 最后在目的地将之进行解压后显示或回放出来;如果通过没有QOS保证的网络上传输到目的地时, 则需要采用实时传输协议(RTP) 进行传输。

3 视频采集模块组成及实现方式

3.1 模块组成

瞄准吊舱目标成像仿真系统是一种以数字计算机为核心的数据采集与控制系统, 由硬件和软件两部分组成。 图像采集系统是仿真系统的子系统。

图像采集系统的视频源是由电视及红外摄像机提供, 电视摄像机采用了索尼高清相机, 型号6300; 红外摄像机机芯采用了FLIR公司的长波非制冷焦平面红外机芯, 型号TAU336; 视频采集卡是视频采集模块的核心部件, 采用了西安维视公司的双通道流媒体视频采集卡, 型号是MV8002, 主要作用是采集电视、 红外成像信号, 交由监视器显示。 视频采集模块硬件原理框图如图1 所示。

3.2 系统视频采集实现方式

吊舱成像仿真系统的视频信号源是由电视摄像机的产生的彩色视频信号, 红外摄像机产生的灰度信号。 MV8002 双路实时图像采集卡, 可以完成两路图像实时预览/采集功能。 采集卡与工控机通过PCI总线连接, 与视频源通过BNC接口连接。 通过控制台的控制, 启动视频源、 采集卡工作, 图像采集卡将视频信号经过AD转换后, 经过PCI总线实时传到内存和显存。 在采集过程中, 由于采集卡传送数据采用PCI Master Burst方式, 图像传送速度高达33MB/S, 可实现摄像机图像到计算机内存的可靠实时传送, 并且几乎不占用CPU时间, 留给CPU更多的时间去做图像的运算与处理。 并可进一步开发图像识别程序、 跟踪程序, 实现瞄准吊舱仿真器的目标识别、跟踪功能。

4 图像采集系统软件

4.1 软件结构

软件是在Visual Studio 2008 环境中, 使用C++语言进行开发的。 程序总体上是一个MDI (多文档) 窗体程序, 程序中主界面为Main Frm, 多文档界面的子窗口为Child Frm。 在子窗口下主要包含了6 大类的对话框窗口, 利用菜单栏的命令可以控制对话框的启动。 这些窗体、 对话框之间的关系如图2所示。

4.2 程序组成与实现

为了实现系统的通用性和易扩展性, 成像仿真系统采集程序设计时采用了标准通信协议和通用开发环境, 实现了软硬件分离; 为了保证系统的抗干扰性, 设计采用了采集设备与被采集设备分离技术。 采集程序主要由初始化程序、 采集主程序、 显示程序, 回放程序组成, 软件组成如图3 所示。

4.2.1 初始化程序

初始化程序在系统设备上电时完成自检测。

初始化程序包含了采集硬件的相关信息, 硬件管理对象派生、 继承关系如图4 所示。

4.2.2 采集主程序

采集程序是成像仿真系统的核心, 负责不同协议数据流的定义、 采集模型管理、 采集流程控制、 帮助对象等。

采集程序采用面向对象(OO) 技术进行分析(OOA)、 设计(OOD) 和编程(OOP)。 主要包括以下对象: 总控对象、数据流对象、 采集模型管理对象、 帮助对象。

“总控对象” 是成像仿真系统的控制调度中心, 用于主界面的显示和用户操作调度。

“数据流对象” 用于不同类型的数据协议的定义。

“采集模型对象” 用于采集模型的建立、 编辑、 删除和解释。 它提供采集模型设计向导, 该向导使用户不需要了解采集模型的详细结构, 就可以通过简单的选择操作设计复杂的采集模型, 从而降低了采集软件的开发难度, 并大大提高了开发速度。 同时, 采集程序通过调用采集模型对象来实现对采集模型的解释, 控制采集流程并提供操作提示, 实现对该被采集设备数据的自动采集。

“帮助对象” 用于提供详细的帮助。

采集程序本身不包含任何成像设备硬件信息, 是完全独立。 它通过初始化程序实现采集硬件的管理与驱动, 如果采集硬件发生变动, 只需改变初始化程序; 通过采集模型实现对图像采集的流程控制。 采集硬件发生变动同时也要改变采集模型。

4.2.3 显示程序

显示程序是将采集的视频进行实时显示。 显示程序需要设置采集卡的端口, 选择端口可以进行电视、 红外画面的切换。

显示时可以做到双屏显示, 同时显示红外和电视画面,显示界面如图5 所示。

4.2.4 回放程序

回放程序是执行数据流回调显示的程序。 实时采集的图像无法在其动态画面上进行符号、 文字的叠加, 而通过在计算机内存中对已采集的视频流进行处理, 重新绘制后再进行显示, 可以实现符号、 文字在视频画面上的叠加, 这个过程即称为数据流的回调显示。

回放程序通过对采集视频进行调用及处理, 便于开发者对视频画面进行标示、 显示更加丰富的内容, 实现瞄准吊舱仿真器与飞行员之间的交互功能, 为飞行员提供瞄准吊舱的操作使用功能。以电视图像为例, 叠加字符的画面如图6 所示。

5 结语

瞄准吊舱目标成像仿真系统通过数字图像采集及处理技术, 实现了吊舱采集红外、 电视视频, 并提供给地勤人员操作使用吊舱的各种功能, 扩展了吊舱的使用手段。 如果进一步运用转台的运动控制技术、 计算机数字图像识别、 跟踪技术就可以对目标识别和跟踪问题进行研究、 验证, 对提高部队光电装备的维护训练水平具有重大意义。

摘要：阐述了某型机载瞄准吊舱目标成像仿真系统的设计思想、视频采集模块的作用、组成及工作方式,重点讨论了仿真系统图像采集软件结构、程序组成、视频采集的程序实现方法。实验表明,采集软件保证了仿真系统具有优良的成像效果,可以为进一步的目标识别及跟踪提供准确的目标图像和位置信息。

瞄准系统 第9篇

在信息化条件下,随着社会进步和科学技术的发展,特别是高新技术迅猛发展并在军事领域广泛应用,提高战斗车辆的作战能力尤为重要。城市作战的残酷性,使强者与弱者的力量趋于平衡,模糊了进攻方和防守方的实力差距。在最近十几年的几次局部战争和维和行动中,“陆战之王”在城市巷战中屡屡失利,损兵折将,虎威渐失。巷战是战斗车辆和主战坦克的“坟墓”这种说法一时之间沸沸扬扬,铺天盖地。这些新情况和新需求引起了各国战斗车辆设计者的高度关注。城区巷战中,主战坦克之所以处处受挫、威风不再的原因是多方面的。对坦克城区作战重视不够、训练不足,战术指挥失误、协同配合不力等等都是影响因素,然而更为重要和根本的原因在于坦克自身的结构设计。适合平原地带集群对抗、高速突击作战的主战坦克,在城镇街巷这一特殊的作战环境下“英雄无用武之地”也是情有可原的。从这个角度来看,坦克经过组件升级和城市化作战改造后,能够满足和适应城市巷战要求应是顺理成章的事。坦克真的没用了吗?答案正好相反!坦克在城市战里不是没有用处,而是非常有用!

虽然坦克在城市战中很有用,但是随着技术的进步,特别是单兵武器的进步,城市巷战变得更复杂艰巨,这都对参与巷战的“陆战之王”提出了更高的要求。城市作战的频繁对单兵单车的作战提出了更高的要求,尤其是面对复杂的环境,反恐怖作战部队在乘车战斗过程中对战斗车辆周围的盲区不能实施有效的观察和打击;特别是在巷战中,由于盲区过大不便及时发现敌人,造成重大的损失。如何提高战斗车辆的打击范围,缩小战车周围的盲区,减少人员和车辆的损失,直接影响作战的成败,进而关系到乘车战斗系统保障能力的提高。

战场上由于乘车战斗系统的盲区导致损失战例很多,特别是伊拉克战争,多国战斗车辆被武装人员潜近盲区,利用乘车战斗系统的这一弱点,屡屡遭到袭击。目前,一些国家已经开始研究,特别是德国的“豹”2 维和行动车和以色列“梅卡瓦”4 型主战坦克都被成为“巷战之王”,其原因是都在车体四周安装摄像机能够有效提高车组在闭窗行驶情况下对周围环境的观察能力。因此,为了适应城市作战的需求,给乘车战斗系统加装桅杆式瞄准装置,提高战车的作战需要对军队目前尤为重要。

一、加装桅杆式瞄准装置的作用

一是面对城市作战,在乘车战斗过程中对战斗车辆周围的盲区不能实施有效的观察和打击;特别是在巷战中,由于盲区过大不能即时发现敌人,甚至造成重大的损失。加装桅杆式瞄准装置可以增大战斗车辆的观察能力,车长通过1∶1的观察镜(潜望镜)可很好地解决全周观察问题,为城市作战提供战斗力;二是加装桅杆式瞄准装置可以使车长在发现敌人时,充分利用低洼地和山坡背面的地形,常常由车长一人在不熟悉的地形中进行观察,车辆的其余部分处于隐蔽状态;这样可以提高战斗车辆的安全性,并且及时发现敌方目标。

乘车战斗系统主要为传统型的观瞄装置,在城市作战中还无法与国外先进的战斗车辆相比,乘车战斗系统周围的盲区太大,不能很好的和车辆周围的机械化步兵协同作战,在山地、丘陵地带不能最大限度的观察目标。面临上述现状,加强乘车战斗系统的观察能力势在必行,这样不仅提高了战斗车辆的作战能力,也可以更加适应未来城市作战的需求。

德国“城市豹”是在“豹”2A5 型主战坦克的基础上改进而来,“豹2 ”维和行动车被称为“城市豹”的主要原因是其通信和感知能力,为了让车组人员更好地观察四周的环境和情况,一是在坦克车体后部安装步兵电话能够有效地增强伴随步兵与坦克车组之间的沟通能力,提高坦克在城市作战中的协同作战能力。二是在车体四周安装摄像机能够有效提高车组在闭窗行驶情况下对周围环境的观察能力,减少了坦克四周的盲区,而“城市豹”的缺陷是摄像机系统目前似乎只有车长和驾驶员能使用,并且摄像机发现目标之后火力系统不能很快实施打击。

美国M1A2 TUSK的所有升级均采用现有成熟技术,用于在舱盖关闭时可昼夜操作的遥控武器站(仅用于M1A2)、供装填手使用的M240 机枪热瞄具、保护坦克侧裙板的反应装甲板、机枪手防盾、坦克乘员—步兵通信电话、保护坦克后部动力舱的格栅装甲、供车长使用的机枪热瞄具(仅用于M1A1)等,以提高坦克在城区战场上的生存力和战斗力。

二、常见观瞄系统

(一)上反稳像系统的原理

“上反”稳像式系统,在稳定工作状态,要求瞄准镜镜体随同车体振动时,视场应该稳定,为此要求上反射镜作相应转动。按照光学原理,上反射镜转动的角度应为镜体转动角度的一半。例如,当车体向俯角方向转动 а 时,上反射镜应向俯角方向转动 а/2(如图1 所示)。如此,能保证出射光线与目镜轴线摆动相同的角度,炮手从目镜观察的景象将稳定不动。在瞄准工作状态,要求火炮与瞄准线同步转动。例如,当上反射镜向仰角方向转动 а/2 时,瞄准线和火炮向仰角方向转动角 а。上反射镜转动 а/2 角的任务由二分之一机构完成。

(二)下反稳像系统的原理

下反射稳像系统的结构形式:120 度三反射面等腰棱镜固定在陀螺仪内环转子轴的位置;陀螺仪工作时,等腰棱镜被三自由度陀螺仪独立稳定,稳像瞄准镜的其他光学元件固定在镜体上,镜体通过平行连杆机构与火炮连接。等腰棱镜被陀螺仪独立稳定,车体不动时,三倍镜组光轴、直角棱镜横轴及五角棱镜的出射轴(瞄准轴)与陀螺仪Z轴平行,二倍镜组光轴与陀螺仪Z轴垂直,其他光学元件随车体上坡后仰 а角。三倍望远镜组光轴相对Z轴向下偏 а 角,经等腰棱镜后,以相对Z轴向上偏 а 角射向直角棱镜,由于直角棱镜向后偏а 角,由直角棱镜射向二倍镜组的光线与Z轴成90°+2а 角,此时二倍镜组的光轴与Z轴成90°+а 角,由于负二倍镜组的补偿作用,经二倍镜组后射出的光轴与Z轴成:(90°+а)+(-а)=90°由于五角棱镜始终保持入射光轴与出射光轴成90°,所以,只要等腰棱镜被陀螺仪稳定不动,观察者所看到的图像就是稳定不动的。

(三)上反稳像系统与下反稳像系统的比较

“下反”稳像式火控系统,用一个双自由度陀螺直接稳定瞄准镜中120°棱镜,结构及原理简单。但这种火控系统光路设计由缺陷,仅在瞄准线和炮身轴线夹角<3°时系统精度高,>3°时精度下降;更重要是,这种火控系统功能扩展受到限制,在已有的产品中,夜视及热像光路不能通过120°棱镜,在这些工作方式下,炮长瞄准不能“稳像”,只能“稳线”。再者,瞄准镜和火炮同步转动采用四连杆传动方案,一方面连杆活动占空间大,另一方面坦克行进时镜体相对炮塔前后摆动,当地形起伏大、坦克行驶速度高时,不利于射手瞄准。与“下反”火控系统相比,“上反”火控系统有着明显的优点。它光路结构简捷,只需稳定上反射镜;瞄准镜的镜体不摆动;稳定视场大,坦克在起伏较大的路面或越过弹坑时瞄准镜视场不会发黑。

(四)光电桅杆系统

光电桅杆系统主要用于潜艇上。1976 年,美国科尔摩根公司正式提出最初的光电桅杆原理供海军评审。美、英、法三国海军在新型核动力潜艇上淘汰了传统的穿透式潜望镜,都将配备光电桅杆。这标志着潜艇光电桅杆技术已经达到相当成熟和可靠的水平。光电桅杆和常规潜望镜的最大差别在于,光电桅杆是“非穿透桅杆”。它由光电桅杆观察头、非穿透桅杆和艇内操控台三部分组成。美国“弗吉尼亚”级潜艇上的光电桅杆系统是AN/BVS-1 成像系统,它除了现有潜望镜系统的功能外,还能提供电子情报收集、监视和目标打击等功能。但由于技术复杂、价格昂贵等原因,目前只有少数潜艇使用了一根光电桅杆,例如俄罗斯“德尔塔Ⅲ”和“德尔塔Ⅳ”级导弹核潜艇装备有一根“砖雨”光电桅杆。只有美国“弗吉尼亚”级攻击核潜艇使用了两根光电桅杆。

三、桅杆式瞄准装置原理图

(一)桅杆式瞄准装置的光学系统

桅杆式瞄准装置的光路图(如图3 所示)。主要由上反五棱镜、望远镜组、棱镜组、分划板、三倍望远镜组等五大部分组成。

上反五角棱镜的两个反射面夹角45°,用以保证入射光线和出射光线夹角保持90°。上反五角棱镜的入射面和出射面均镀双波段增透膜;在450~650 毫微米波长范围内,镀膜表面的平均反射率小于1%最大反射率小于1.5%,表面散射损失小于0.5%;对1.06 微米膜层表面的反射率小于0.5%,表面散射损失小于0.2%,激光破坏阀值大于150MW/cm2。五角棱镜的两平行端面涂黑色消光漆。望远镜组主要由一个二倍望远镜组和三个透镜组组成。棱镜组是由二块直角棱镜和一个五角棱镜构成,直角棱镜3 为单反射直角棱镜,且五角棱镜与直角棱镜3 主截面平行。三倍望远镜组的功用它和二倍望远镜组一起构成6 倍望远镜,三倍物镜组(包括分光镜)和二倍望远镜组以及其他透镜一起构成桅杆式光学系统。为稳像观瞄系统提供三角分划瞄准线。分光镜为镀透反膜的平板玻璃。它的主要作用是透射可见光。

桅杆式瞄准装置是潜望式双目仪器,整个光学系统由头部反射镜总成中陀螺仪、反射五棱镜、反射镜驱动机构、前窗、下窗,镜管中的棱镜组、防护玻璃、物镜组、目镜组和分划板组成。陀螺仪、反射五棱镜和棱镜组(进入光路时)构成1 倍观察系统。陀螺仪、反射五棱镜、物镜组和目镜组构成6 倍潜望镜式双目望远系统。物镜组和目镜组构成简单望远系统。上反射五棱镜和棱镜组构成“保罗II式”转像系统。物镜组将目标辐射图像成像在分划板刻线面上形成倒立实像。棱镜转像系统将物镜组形成的倒立实像转成正立实像。分划板设置在棱镜转像系统之后的目镜组的焦面上,分划板的刻线正立放置,通过双目双路光学系统观察视场中的景物目标时,既可看到视场中的景物目标图像又可看到分划图像。桅杆式上部瞄准装置主要由上反射镜、四个镜筒、前窗、下窗、驱动机构、升降机构等组成。在镜筒内底部固定着透镜组和聚光镜,在最下方的镜筒低部固定着二倍望远镜组和一个聚光镜。桅杆式瞄准装置通过升降机构的控制使桅杆可以自动升降,在此过程中光路保持不变,并且随着炮塔的转动桅杆也随之转动,确保了在360°范围内观察目标。

(二)安装桅杆式瞄准装置应注意的问题

1.安装好瞄准镜后去观察图像,却发现自己看到的东西像质平平,甚至恒星都不能聚成一个点,这个时候先别怀疑自己的眼睛问题,而问题很有可能出在镜片装配上。镜片的装配对光轴精确度影响很大,光轴又对成像效果带来决定性的影响。如果对光轴重新调整,望远镜将会展现出完全不同的景象。

2.由于反射镜的成像有个特点,在光轴上成像很完美,没有像差,但离开光轴就会有明显的彗差。在光轴上,使用一般视场的目镜,视场中心的星点是很亮的,实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴以外,整个视场中的星点可能都不实,而且离光轴越远这一现象越严重。那怎样才能调好光轴了?当反射镜的光学系统中的两个光轴:主镜(物镜)光轴和目镜光轴都通过副镜上的同一点,且被副镜反射后二者完全重合,也就是成了一条光轴,则光轴调好。

3.桅杆式瞄准装置安装位置。桅杆式瞄准装置安装在指挥塔外面的前部,并和指挥塔一起转动。它用四个六角螺栓固定在指挥塔上。这样可以确保它使车长在战斗情况下,处于密闭炮塔内能在360°范围内观察整个战场并捕捉目标。

四、桅杆式瞄准装置

桅杆式瞄准装置的外部主要由观察头和四个壳体连接而成。观察头主要由上反射五棱镜、前窗、下窗等组成,采用上反的稳像原理使五棱镜在观察目标时始终保持稳定,在观察头侧面的两块金属板对观察头起到保护的作用,观察头前窗的大小是长12.5cm,宽6.5cm的矩形,在其下方通过直径11cm圆柱通过螺纹与壳体连接在一起。桅杆主要由四个镜筒组成,四个镜筒从下到上外直径依次为18cm、16cm、14cm、12cm。镜筒的长度:从战斗车辆顶部算起,桅杆式瞄准装置曝漏在外面的高度为42cm,最上方的高度为52cm,最下方的高度为62cm(其中豹;曝漏在外面的是40cm,20cm在车内与内部观瞄系统连接),上反镜组的装置高为23cm,因此,外部的总高度为180cm。在加装桅杆式瞄准装置的头部也可以加装一个摄像头,利用摄像头可以旋转和上下浮动的特性,在近距离观察目标时可以更大范围的减少目标的盲区。

结论

战争的特点决定了桅杆式瞄准装置的重要作用。很多国家都开始了这项研究,通过对比分析说明对乘车战斗系统加装桅杆式瞄准装置是可行的,对同类外军装置进行比较。加装桅杆式瞄准装置其主要体现在两个方面:一是面对城市作战时,使用桅杆式瞄准装置可以减少战斗车辆的“盲区”不仅提高了战斗车辆的作战能力,而且减少了人员和装备的损失。二是加装桅杆式瞄准装置可以使车长在发现敌人时,充分利用低洼地和山坡背面的地形,便于车长在不熟悉的地形中进行观察,车辆的其余部分处于隐蔽状态,可以提高乘车战斗系统的安全性,及时发现敌方目标和摧毁。针对望远系统的优缺点进行分析并设计桅杆式的观瞄系统:

1.瞄准装置可以与联合陆军主动防御系统一起构成强有力的自卫系统,对目标实施快速有效的打击。

2.利用陀螺仪稳定五棱镜,可以在行进中观察到稳定的图像。

3.相对与光电桅杆系统、采用摄像头观察目标造价便宜。

4.可以判定敌方目标的方向和距离。利用其望远系统更好地观察目标。

摘要：针对当前反恐怖作战特点和城市作战的需要在战斗车辆上加装桅杆式瞄准装置,提高乘车战斗系统的观察能力和作战力量。桅杆式的观瞄系统的原理主要是结合保罗II式棱镜转像望远系统和“上反”稳像式系统的原理设计的,设计的光路集合了两种光路的优点,主要体现在结构简单、光路清晰、稳定视场大,能得到较大的潜望高度等优点。乘车战斗系统加装桅杆式瞄准装置,可增强战斗车辆的观察能力,进而加强打击和防护能力。

瞄准系统 第10篇

关键词：校正瞄准,交锁髓内钉瞄准器,研制

1 引言

随着医疗技术的不断进步,交锁髓内钉在骨科领域的临床应用也逐步普及,其具有明显的优点,如内固定可靠牢固、下地活动早、骨折愈合快等,但同时也出现了一些新问题,导致术中经常发生瞄准失误。在改进交锁髓内钉方面,笔者已有专文论述[1],本文要讨论的是如何改进原有交锁髓内钉瞄准器的结构,提高其使用的稳定性,满足提高手术质量的需要。本器械专利号为ZL200620200506.8[2],其结构合理,操作方便、实用,经实验证实,效果很好。

2 交锁髓内钉瞄准器的设计与实践

2.1 功能设计要求

目前交锁髓内钉存在的问题是上横向交锁钉时锁钉锁不中钉孔,锁钉常从主钉的钉孔旁滑过,究其原因,发现除了髓内钉的因素,还有瞄准器的因素[3],因而交锁髓内钉瞄准器的改良势在必行。

2.2 材料和结构

校正瞄准型交锁髓内钉瞄准器与传统的交锁髓内钉瞄准器结构大体相似,只是近端定位杆不是安装在导杆的上方,而是侧方,安装轴钉使其能作逆时或顺时针转动,并有一定数量的横钉将其固定在适当位置,定位杆上有刻度,根据刻度的提示可决定定位杆升降的幅度,钉体上升多则近端定位杆升得多,钉体降得多则近端定位杆降多,可对应调节。校正瞄准型交锁髓内钉瞄准器结构见图1。

2.3 使用方法及注意事项

2.3.1 操作要领

髓内钉安装在瞄准器上,按照常规要求进钉,确保主钉不变形;当主钉远端穿入远端骨骺端附近后,实施瞄准;将新式瞄准器与旧式瞄准器分别配与旧式髓内钉与新多式髓内钉共3组进行观测(见表1),观测各组的瞄准结果。

2.3.2 注意事项

髓内钉瞄准器安装操作必须规范,各个结合部的接口必须拧紧,不得松动,扩髓必须充分,确保无阻力进钉,以免主钉变形影响瞄准,这些都要注意防范。

3 校正瞄准型交锁髓内钉瞄准器的实验结果

3.1 实验名称

校正瞄准型交锁髓内钉瞄准器的动物骨骼实验。

3.2 实验目的

通过研究,为四肢长骨骨折提供一种安全、有效的治疗方法,进一步行改善交锁髓内钉在长骨骨折治疗过程中交锁失准的问题,提高手术质量和成功率,同时减少术中对医生的射线伤害。

3.3 实验原理

实验对比新式、旧式交锁髓内钉瞄准器在交锁髓内钉置钉过程中的瞄准质量,判断2种髓内钉的优劣(相关交锁髓内钉的内容已在另文论述)。

3.4 实验器材

实验台、交锁髓内钉手术器械、动物长骨、旧式交锁髓内钉、旧式交锁髓内钉瞄准器、新式交锁髓内钉、新式交锁髓内钉瞄准器、骨科外固定支架、电钻、螺丝刀等。

3.5 实验步骤

在长骨骨骼模型上人为做成各种式样的骨折类型,随机分为a、b、c 3组。a组使用新式交锁髓内钉、新式交锁髓内钉瞄准器;b组使用新式交锁髓内钉、旧式交锁髓内钉瞄准器;c组使用旧式交锁髓内钉、旧式交锁髓内钉瞄准器。3组均按规定要求置入髓内钉,a组髓内钉要置入骨骺端,再钻定位孔;b组髓内钉也要置入骨骺端,再钻定位孔;c组髓内钉不置入骨骺端,即钻定位孔。3组均从定位架上置入定位杆,b、c 2组即行侧方瞄准钻孔,钻锁孔顺利者,说明瞄准正确,上锁钉可锁中手术成功;钻锁孔不顺利者,说明瞄准不正确,上锁钉不成功,手术失败。a组在定位架上置入定位杆后还要进行校正瞄准,这时要观察定位杆上的刻度是否与进钉前一致,若一致,说明髓内钉无变形,可行侧方瞄准钻孔;若定位杆上的刻度与进针前不一致,说明髓内钉有变形,可根据定位杆上升或下降的刻度调节近端定位杆,直至两刻度一致,方行侧方瞄准钻孔。钻锁孔顺利者,说明瞄准正确,上锁钉可锁中手术成功;钻锁孔不顺利者,说明瞄准不正确。

3.6 疗效评定

3.6.1 疗效判断标准

成功:瞄准锁孔并顺利钻孔,无任何擦碰现象发生;基本成功:瞄准锁孔并顺利钻孔,但有轻度擦碰现象发生;失败:无法瞄准锁孔,钻孔时钻在孔外。

3.6.2 观察指标

观察手术时间,对比手术操作的难易程度,如一次瞄准锁中率、有否手工参与操作、是否使用C式臂X光机辅助锁钉等。

3.6.3 资料收集的质量控制措施

设优、良、可、差四级,分别得分16、12、6、0分。具体得分包括:

难易程度:手术十分顺畅3分;手术稍微不顺畅2分;手术不太顺畅1分;手术不顺畅(难操作)0分。

一次瞄准锁中率:极易锁中3分;可锁中,锁钉与锁孔有擦碰发生2分;勉强可锁中1分;不能锁中0分。

有否手工参与操作:完全不需手工参与操作3分;稍微用手工参与操作2分;较多用手工参与操作1分;完全依赖手工操作0分。

是否使用C式臂X光机辅助锁钉:完全不使用C式臂X光机辅助锁钉3分;稍微使用C式臂X光机辅助锁钉2分;较多使用C式臂X光机辅助锁钉1分;完全使用C式臂X光机辅助锁钉0分。

3.7 实验结果(见表2)

其中,μ>2.58,P<0.01,3组疗法疗效有差别。

4 结论

交锁髓内钉交锁困难是骨科公认的难题,目前国内外仍不能很好地解决,长尾式交锁髓内钉解决了其中的部分问题,加上校正瞄准型交锁髓内钉瞄准器的面世,使交锁髓内钉交锁困难的剩余问题也得到很好地解决。

长尾式交锁髓内钉设计简单、构思巧妙、结构合理,具有防旋、防晃动的作用,从手术时间、手术顺畅性、锁中情况、有否手工参与、是否使用C式臂X光机辅助锁钉等方面进行对比,长尾式交锁髓内钉较旧式交锁髓内钉操作更为方便,能够大大提高手术效率。其配合校正瞄准型交锁髓内钉瞄准器,可使手术更加精确,经实验证实,效果较单用一种器具有所提高,无需复杂的配置便可解决大问题,符合寻求简捷、有效治疗方法的设计初衷,与复杂的治疗仪器相比,其更具优越性,因而更具发展前景。

参考文献

[1]杨义靖,洪定刚,王效柱,等.长尾式交锁髓内钉研制和应用[J].医疗卫生装备,2009,30(6):59-82.

[2]杨义靖.中国专利发明人年鉴[M].北京:知识产权出版社,2008:389.

日本瞄准“城镇矿山”资源 第11篇

日本高度重视低碳经济发展是有原因的。20世纪90年代, 日本经历了非常严重的金融危机, 泡沫经济崩溃, 银行接连倒闭, 当时希望用科学技术推动经济发展的声音高涨。日本因此于1 9 9 5年出台了《科学技术基本法》, 决定大力推动科技发展。

日本加强能源和环境领域研发的思路还体现在2 0 0 9年度各部门的预算申请中。根据日本内阁府2 0 0 8年9月发布的数字, 在科学技术相关预算中, 仅单独列项的环境能源技术的开发费用就达近100亿日元, 其中创新性太阳能发电技术的预算为3 5亿日元。