提出了一种基于单线阵CCD相机的坐标测量系统。将相机的探测光幕面和激光器的光幕面设置在同一个平面内, 投影板被激光器照亮, 为相机提供具有一定亮度的探测背景。当两发弹丸同时穿越由激光器和线阵相机共同组成的探测光幕面时, 会挡住激光器投射在投影板上的部分光线, 并在投影板上留下两个弹丸的投影。相机采集到两个投影的影像和两发弹丸自身的影像, 并通过计算机图像处理对两种影像加以区分和位置识别, 得到弹丸在CCD器件上的成像点和弹丸在投影板上的投影点中心的位置坐标, 然后再根据激光器发光点和探测镜头主点位置等系统参数, 最终便可求解得到两发弹丸的着靶坐标。结果表明, 所提出的测量原理是可行的, 测量误差在靶面面积为0.5m×0.5m时约为1mm, 如果进一步增大测量靶面面积, 则可以满足现有靶场的测试需求。

针对靶场测试当中CCD立靶测量系统需要稳定可靠触发的需求, 提出一种双光幕触发系统。采用镜头式光幕探测器配合高亮度LED慢散射光源组成触发探测光幕, 利用2个同样的光幕探测器配合测时装置组成区截测速系统, 根据测得的速度值判定飞越探测光幕的目标是否为真实弹丸, 并决定是否输出触发信号。根据速度值V和触发光幕至CCD探测光幕的距离计算出弹丸飞越至探测光幕的时间, 然后在弹丸飞越将近至探测光幕的时刻输出触发信号。该方案不但可以提高系统的稳定性, 避免非真实目标对系统的干扰, 还可以为后续CCD图像采集系统在准确时刻提供触发信号。经实验证明, 所设计的双光幕触发系统的速度测量误差不大于0.4％, 完全满足CCD立靶测量系统需要精确触发的要求。

针对现有双CCD交汇立靶在室内使用时存在的光源复杂的问题, 提出一种单线阵CCD相机立靶测量原理。采用一台线阵CCD相机, 配合两个小功率半导体扇形一字线状激光器和投影板作为光源, 将CCD相机的探测光幕面和激光光源的光幕面调整在同一个面内, 当弹丸穿越探测光幕面时, 挡住了两个激光器投射在投影板上的部分光线, 并在投影板上留下对应两个激光器的弹丸的投影, CCD相机采集到两个投影点的影像, 并通过计算机处理得到投影点的位置坐标, 进而求得弹着点的X, Y坐标。给出了测量原理及公式, 并对测量误差进行了分析, 结果表明, 在测量靶面为1 m×1 m时, X和Y坐标测量误差均小于1.4 mm, 该方案具有测量原理简单, 成本低、且易于工程化的优点。