激光打靶
激光枪自动射击装置
激光枪自动射击装置（E题）摘要：本设计采用FPGA和STM32单片机作为控制处理核心单元。
FPGA采用SOPC技术，控制COMS数字摄像头OV7620对图像进行捕获、处理，识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑，并在液晶屏上显示胸环靶的相应图形和弹着点的环数与方位信息。
STM32通过无线模块接收弹着点准确信息，控制舵机旋转，从而控制激光枪的精准瞄准。
本系统具有人机交换界面，各参数及测试模式可由键盘输入并显示，智能性好，反应速度快，完成了题目的所有基本指标及全部发挥部分要求。
关键词：FPGA；SOPC；摄像头；打靶一、系统方案1.1整体方案描述本系统以FPGA和STM32单片机为核心实现了环数及方位识别、无线传输、液晶显示、模式设定及激光枪精确打靶等功能。
FPGA采用SOPC技术，驱动COMS 数字摄像头OV7620捕获图像，获取图像数据，利用二值化、边缘检测等图像处理算法，识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑，获取弹着点的环数与方位信息，并将信息通过NRF24L01无线模块传输给STM32单片机进行相应的处理。
STM32单片机通过NRF24L01无线模块接收弹着点准确信息，并在液晶上显示出来。
此外，STM32单片机通过控制舵机旋转，驱动激光枪精准瞄准，实现从胸环靶上的指定位置迅速瞄准并击中靶心的功能，以及可通过键盘设定环数，控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应位置。
本系统总体结构框图如图1所示。
1.2方案比较与选择1.1.1摄像头方案一：采用CCD摄像头。
CCD摄像头具有分辨率高、接线简单等优点。
但由于其输出是模拟信号，后级还需加上解码芯片，结构复杂，且处理困难。
方案二：采用CMOS数字摄像头。
CMOS数字摄像头具有体积小，工作电压低，提供单片VGA摄像头和影像处理器的所有功能等优点。
综合上述比较，考虑到本设计采用FPGA处理，而CMOS摄像头输出是数字信号，可直接由FPGA处理，非常方便，故选择方案二。
粤教版小学四年级下册科学教学计划及教案
备课笔记教书，是太阳底下最光辉的事业！单位大王小学年级四年级学科科学姓名闫井全二〇一八～二〇一九学年度第二学期四年级下册科学教学计划一、教材分析：本册教科书有四个单元：“光”“生理与健康”“物体的运动”和“常见的力”。
本教材在原有“任务驱动”学习方法的基础之上，有增添了一些特色。
例如：1、教材设置了“网上学”栏目；2、教材的呈现形式灵活多样；3、教材的建设系列化；本教材还以《科学课程标准》为依据，每个“主题”由若干个单元组成，每个“单元”由若干个“课题”组成，形成一个按学生知识背景与认知发展为基础，以探究能力发展为主线的螺旋式前进的多维立体体系结构：知识学习维、能力培养维、情感体验维、时间发展维。
二、教学目标：1、培养学生科学的思维方法，努力发展学生解决问题的能力，使得学生们在日常生活中亲近科学、运用科学，把科学转化为对自己日常生活的指导，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；2、了解科学探究的过程和方法，让学生亲身经历科学探究的全过程，从中获得科学知识，增长才干，体会科学探究的乐趣，理解科学的真谛，逐步学会科学地看问题、想问题；3、继续指导、引导学生学习运用假设，分析事物之间的因果关系，注重观察实验中的测量，特别是控制变量、采集数据，并对实验结果作出自己的解释，学习建立解释模型，以验证自己的假设。
4、保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲，形成大胆细心、注重证据、敢于质疑的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；5、亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心现代科技的发展。
三、学生情况分析：整体学习状况：经一学年学生学习科学的情况分析，四学生整体学习认真，灵活性、学习习惯很好，善于设法自主去获取知识并在生活中灵活运用知识。
已有知识、经验：学生由于各种条件的限制，科学探究能力和意识有所增强。
由于条件的限制使学生没能很好地在观察、实验、调查等实践活动中获取知识、发展能力、培养思想情感。
激光在军事上的应用.
半主动寻的制导方式的激光源和寻的器分开放置，寻的器在导弹上，而激光源可以 放在载机上或地面上。以激光源放在载机上为例，激光制导系统由弹上和载机上两部分 设备组成。弹上放置有激光导引头(内装激光接收器)，载机上有瞄准吊舱(内装激光照射 器用于照射目标)和红外成像仪(用于探测目标)。它的工作原理是：从载机上的瞄准吊舱 发射一束激光，这束激光照在目标上反射，被导弹上的激光接收器接收，导弹就向激光 照射点飞去。导弹在飞行中如果偏离方向，制导系统会形成误差信号，控制导弹进行校 正。这就好像“投篮”战术：激光照射器设置了一个“篮筐”，放在目标上，激光制导 导弹自动往里钻 。美制“海尔法”激光制导导弹就是半主动激光寻的导弹的典型代表， 主要用于攻击坦克、各种战车、雷达等地面军事目标。
我国自主研发的激光制导炸弹
激 光 制 导 炸 弹 的 导 引 头
激光制导炸弹相对导弹而言 成本较低，用普通航弹也可 以改装。但是使用上也有局 限：载机必须飞到目标上空 才可投放，而且投放时要保 持一定角度与姿态，容易遭 到地面或空中攻击。一般要 在己方控制制空权的情况下 进行；进行目标指示的激光 束易受干扰，一般释放烟雾 就无法穿透。所以也可以用 电视制导炸弹和GPS定位 制导炸弹。
瑞典RBS-70便携式防空导弹系统
当今世界最著名的便携式防空导弹系统，除了 美国的“毒刺”、俄罗斯的“箭”、“针”之 外，还有率先采用激光制导方式的瑞典RBS-70 系统。目前，共有13个国家装备这种导弹系统。 RBS-70防空系统多次经过现代化改进，能 及时适应现代战争对近程防空兵器不断增长的 要求，其最新改型能高效对抗现役和前景空袭 兵器。 RBS-70与大多数轻型防空系统最大的区别 在于它率先使用激光制导方式。RBS-70具有的 激光通道采用激光指令制导方式，大大减轻了 弹载电子设备重量，大幅提高射程，一些武器 专家因此视其为近程，而不是超近程防空系统。 激光制导方式和模块式战斗部的使用，还可保 障RBS-70系统不仅用于防空防御，还可主动攻 击地面和水面目标。
一边高大上一边接地气!交大学生军训用激光打靶吃野菜红薯
一边高大上一边接地气！交大学生军训用激光打靶吃野菜红薯进大学先军训是大部分人的认知，但上海交通大学的学生军训却是大二学生的“专利”。
顶着似火骄阳，上海交大2018级学生于日前展开军训，4065名参训学生将在14天内进行的军事化训练，用他们的饱满热情和昂扬斗志，为即将入学的20XX级新生做出表率。
为庆祝新中国成立70周年，军训团向参训学生发起了“十个一”倡议，期望军训期间每人都能完成十件“任务”：拍一张帅气军装照、军训中给父母写一封信、写一篇军训感想、吃一次“怀旧饭”、全员大会上讲一次话、扛起一面迎风飘扬的荣誉旗帜、按照军营标准一次内务、向 ___敬一个军礼、感受一次仿真射击、完成一次十公里拉练。
“砰!砰!砰!……”靶场上，一支支“95式突击步枪”发出一阵阵的“怒吼”。
虽然是模拟仿真射击，但实实在在的后坐力、大功率音响发出的枪声，还让正在体验的学生们还是感受到了真实、铁血的军营氛围。
在2018级学生军训中，上海交大首次启用激光打靶——校园模拟仿真射击，也是目前上海市唯一一家使用激光打靶的高校。
本次所采用的枪模为仿真95式突击步枪，装备枪膛活塞式往复后坐力，配套靶场大功率枪声音响，射击感觉效果较好。
场地中共设置15组靶位，可支持15人一组进行射击。
本次模拟射击体验活动以打靶比赛的形式进行，将分为射击预习、团体赛和个人赛三个环节。
其中团体赛以连为单位进行比赛，排名第一连队在中期慰问会授予神枪手连旗;个人赛由每个连推选出2名同学参加，排名前10的学生在中期慰问会授予荣誉证书。
比赛采用卧姿射击，共15发子弹，其中前5发子弹为练习、后10发子弹计入成绩。
希望通过校园模拟仿真射击训练，让同学们学习掌握射击时的正确姿势，引导同学们学习枪械使用的基本知识。
学校不断深化军事理论教学，不断探索国防教育的实践环节，理论与实践并重，践行全民国防理念，助力推动当代大学生国防教育。
“副连长比我们长不了一两岁，性格又是纯真俏皮，活泼灵动……”对于2018级参训学生来说，身边的教官中就有自己的同学、朋辈。
一种实用的激光打靶装置
曩 圈ｉ 圈 鳎 瞄 霸 ｌ 麓 嘲
嚣 糖 瞄ｌ 暖 滕 一 一隧
缝
．
霜 禹 疆 煳ａ Ｉ 阔蹬 墓 豳 ＿ｉ ｛ 翻 瞄‘ 鼹 奠 。 Ｉ ｌ
一
潮疆
国黧 糯麟 ｌ 嚣 豳豳 娜 喇 嘲
。 整
蔫
＋ ≯ ０ ●
Ａ 蠢 一 ； ‘ 卿 ：
肇琶墼 蕊翱ｊ 警垄 墨＿ 隧】 瀚霜 臻 曩 圈 ■ 黼 辫 麟 阁 髓 豳 ｉ Ｉ ｌ
璺 ｊ
一
一一 冀
一
一
一
一
一
一
一
一
’ 霍 一 ｆ■＿匿 豳 匿 ■■ 雾 墓 豳
麓 疆弼 墨 鋈 ＿； 蕊 ■目 ■ｌ
．
ｌ
豳圈—＿ 鞠 翻 鳃目 醚ｉ ■ Ｉ １ 搿 黼 鲻 霹 霞－ ＿ 戮 豳目蹋● ｌ０ 麟 戮 ＿ 豳目 一醢 ８躐 ｌ ｍ 龋圈 ｇ ＿ ％ 髓 重 隔 翟 强 豳
—
翳
、 ： 魁 ｇ ≈ 暖
《 臻 ｌ
翱 躁
口 家庭 电子
． 购 ． 求
求 Ａ 通讯 购。 。ｌ 芯片。
‘ ｔｙ ’ ・ ｔ ： －ｓ 。 ｎ ｓ ＠。ｅ
ｉ ２ 翥
匹
星蠢
霉
０－ － －
菪 差
霉
卜
∞
５两
囊
言 蓍
０
ｆ
６ ‘８ ＿
霉
芷
是蠢
＝
暑 至
８孑
Ｉ ｏ 一
－ ＿ Ｉ 卜
・
零
８ 爵
＋ ｍ ■
《
２ ●
丽
：
ｈ
激光自动射击装置设计与研究
１ 引言 目 前 的 射 击 打 靶 训Ｉ 练 ， 基 本 以 实 弹 训１ 练 为 主 ， 国 防 开 支 大 ， 危 险 系 数 高 。 以光 代 弹 ， 可 以模 拟 多 种 武 器 的 射 击 情 况 ， 减 少 了 场 地 的 限 制 ， 并能 检 验 射 击 效 果 激 光 打 靶 身 ｆ 、 击 训ｊ 练在这种要求下应运而生 。 但 是 其 装 置 成 本 和 可 靠 件 有 待 改 善 。在 分 析 其 需 求 后 ，设 计 ’ 个 容 易 实 现 并 且 成 本 低 的 电 子 系 统 来 模 拟 激 光 枪 打 靶 过 程 。 该 系统 具 有 手 动 打 靶 ， 快 速 打 中 靶 心 及 自动 打 靶 的功 能 ，本 文 主 要 就 其 自动 瞄 准 打 靶 ， 自 动 挖 制 打 靶 的 原 理 与算 法 展 开 。 ２ 系 统 总 体 方 案 系统 由Ｓ ｔ ｍ ３ ２ Ｆ １ ０ Ｘ 控 制 模 块 ， 电机 驱 动 模块 ，按键模块 ，带Ｆ Ｉ Ｆ ０ 的０ Ｖ ７ ６ ７ ０ 摄 像 头 模 块 ，分 辨 率 为 ３ ２ ０ ＊ ２ ４ ０ 的Ｌ ｅ Ｄ 液晶显示模 块 ， Ｗ ２ ５ Ｘ １ ６ ｇ ｏ 成 的 外 部 存 储 模 块 以及 相 应 的 外 围 电路 组 成 。通 过 按 键 控 制 激 光 枪 射 击 台 的 上 Ｆ两 个 电 机 ， 从 而 改 变 胸 环 靶 上 弹 着 点 位 置 ，摄 像 头 拍 照 后 的 数 据 存 放 到 ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 中， 根 据一 定算 法 ，处理器 从ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 中 分 辨 出 各 点 ，最 后将 弹 着 点所 在 的环 数 、方 位 通过 Ｌ Ｃ Ｄ 液 晶显 示 。 系 统 框 图 如 图１ 所示 。
武汉轻 工大学 熊碧 涛 李战胜 樊 东 李亚 巨
激光在军事上的应用
激光在军事上的应用摘要：激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。
根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。
武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。
激光武器已有30多年的发展历史，其关键技术也已取得突破，美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。
目前低能激光武器已经投入使用，主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器，以及攻击人眼和一些增强型观测设备；高能激光武器主要采用化学激光器，按照现有的水平，今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用，用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
正文：在这学期学过《无处不在的激光》之后，我对激光有了更加深刻的了解，被它“无处不在”的特性所震撼，更增加了我学习与激光有光知识的动力与兴趣。
以下，我将通过我收集到的知识谈谈激光的有关特性及它在军事上的应用。
激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
什么叫做“受激辐射”？它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。
激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。
中国“神光”高能激光系统
激光武器介绍姓名：王绍聪学号：16060413117中国“神光”高能激光系统中国激光科技从一开始就得到了国家的高度重视。
1964年，中国科学院上海光学精密机械研究所（简称“上海光机所”）成立。
1964年国家启动“6403”高能钕玻璃激光系统，建成了具有工程规模的大口径（120毫米）振荡—放大型激光系统，最大输出能量达32万焦耳；改善光束质量后达3万焦耳。
成功地进行了打靶实验，室内10米处击穿80毫米铝靶，室外2公里距离击穿0。
2毫米铝耙，并系统地研究了强激光辐射的生物效应和材料破坏机理。
最后从技术上判定热效应是根本性技术障碍，于1976年下马。
这一项目使我国激光技术科研水平上了一个台阶。
改革开放后，我国激光技术获得了空前发展的机遇。
1980年5月，分别在上海、北京举行了第一次国际激光会议，与会代表218人（国外66人），邓小平同志亲切接见了与会中外代表。
1983年在广州和1986年在厦门又举行了第二次、第三次国际会议，改变了我国的激光技术多年来封闭运转的局面，开始走向世界。
先后成立了一批国家重点实验室、开放实验室、国家工程研究中心和产学研组织。
在多项国家级战略性科技计划中，激光技术受到重视。
“863”计划七大领域中有激光技术和光电子技术（包括用于信息领域的激光技术），1995年又增列了“惯性约束聚变”主题。
国防预研光电子技术作为跨部门项目正式立项，其中也包括激光技术。
国家“六五”和“七五”攻关计划，激光技术被列为重大项目。
1985年7月，激光12号装置按时建成并投入试运行。
试运行中成功地进行了三轮激光打靶试验，取得了很有价值的结果，达到了预期目标。
该装置是中国规模最大的高功率钕玻璃激光装置，在国际上也是为数不多的大型激光工程。
它由激光器系统、靶场系统、测量诊断系统和实验环境工程系统组成。
输出激光总功率达1万亿瓦量级，而激光时间只有一秒钟的十亿分之一到百亿分之一。
可用透镜聚焦到50毫微米的尺寸上，能产生10万亿亿瓦/厘米2的功率密度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
激光打靶
系别：通信与信息工程系
专业名称：通信工程（3G移动方向）学生姓名：赵景文
赵柄熹
李智武
学号： 1341510716
1341510722
1340840419
摘要：
本系统由STM32F103VCT6单片机作为控制核心，通过激光枪及瞄准系统，胸靶环，弹着点检测系统的协同作用，完成控制激光枪激发，自动报靶以及自动瞄准等功能。
经过实验验证表明，该系统能准确地进行打靶与报靶，表明该系统达到了设计的各项要求。
关键词：STM32F103VCT6单片机；激光打靶；报靶
laser target shooting
Abstract:
The system is composed of STM32F103VCT6 single chip microcomputer as control core,through the laser gun and aiming system,chest silhouette ring,synergistic impact detection system,complete control of excitation laser gun,automatic target reporting a set of automatic collimation function.After experimental verification shows that,the system can accurately shooting andscoring,show that the system meets the design requirements.
Keyword:STM32F103VCT6;laser target shooting;indication of shots
目录
1 方案论证与比较 (5)
1.1主控芯片的论证与选择 (5)
1.2 激光枪控制电机的论证与选择 (5)
1.3 着弹点检测的论证与选择 (5)
2 系统设计....................................................... 6c
2.1 总体设计 (6)
2.2 单元电路设计 (7)
2.2.1单片机最小系统 (7)
2.2.2电机驱动电路 (7)
2.2.3 显示模块电路 (8)
3 软件设计 (9)
3.1主程序设计 (9)
4 系统测试 (10)
4.1 测试仪器 (10)
4.2 基本部分测试 (10)
4.3 系统测试结果以及结论分析 (10)
5 结论 (10)
参考文献： (10)
附录 (11)
附1：程序源码： (11)
1方案论证与比较
1.1主控芯片的论证与选择
方案一、采用STC89C52RC控制
该单片机进入市场的时间较长、价格低廉、技术比较成熟、应用广泛。
用此芯片的开发，成本低，开发资源较为丰富。
方案二、采用STM32F103VCT6 控制
该单片机是基于Corte-M3内核来设计的，有着低功耗，高性能的特点。
并且，该单片机的定时器具有PWM功能，可以直接配置为PWM模式用来控制电机，特别适合本设计。
综合上述方案，由于STM32F103VCT6的功能更为强大，且更加适合本设计，我们选择方案二。
1.2 激光枪控制电机的论证与选择
方案一、采用直流减速电机
该电机能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上。
并且转速平稳，振动小，易于平滑调速。
方案二、采用步进电机
该电机由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差累到下一步，因而有着较好的位置精度和运动重复性。
且由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。
但控制不当容易产生共振。
方案三、采用舵机
该电机使用方便，扭矩大，控制简单，机械性能好。
虽然其具有一定死区，精度与采用细分控制的步进电机相比较低，但经分析本题中胸靶环较大，所以采用舵机的精度完全符合要求。
综合上述方案，我们选择舵机作为激光笔控制电机。
1.3 着弹点检测的论证与选择
方案一、采用OV7670 FIFO摄像头模块
OV7670 FIFO摄像头，将图像传感器和图像缓冲器件AL422B有机结合，解决了低端单片机图像采集的速度瓶颈问题。
方案二、采用OV2640摄像头模块
该摄像头200W像素，输出JPEG格式，方便应用开发。
集成多功能驱动电路。
但价格较为昂贵。
综合上述方案，我们最终选择方案一。
2系统设计
2.1 总体设计
本系统以STM32F103VCT6作为控制核心，通过各模块间的协同作用，完成各种控制动作。
总体系统功能图如图2.1所示。
图2.1 总体系统功能图
2.2 单元电路设计
2.2.1单片机最小系统
该系统以STM32F103VCT6单片机为控制芯片，电路如图2.2.1
图2.2.1
2.2.2摄像头电路
摄像头电路用于监控打靶范围。
电路如图2.2.2
图2.2.2
2.2.3 显示模块电路
显示电路用于显示打靶的环数以及打靶的方位，电路如图2.2.3
图2.2.3
3软件设计
3.1主程序设计
系统程序主要采用C语言开发，包含了图像算法以及打靶位置激光枪控制算法。
主程序流程图如图3.1。
程序源码参见附1。
4 系统测试
4.1 测试仪器
直尺，卷尺。
4.2 基本部分测试
将激光枪放置到与胸靶环3M远处，用键盘控制控制激光枪对胸靶环进行打靶，并观察显示屏读数。
4.3 系统测试结果以及结论分析
通过实验的测试，系统各项指标均达到了要求，激光笔打靶后，图像采集模块能够有效地读出打靶点，证明了图像算法以及按键控制算法的有效性
5 结论
由于系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标。
参考文献：
《单片机原理及应用》，李建忠著，西安：西安电子科技大学，2002年；
《模拟电子线路基础》，吴运昌著，广州：华南理工大学出版社，2004年；
《数字电子技术基础》，阎石著，北京：高等教育出版社，1997年；
《数据结构与算法》，张晓丽等著，北京：机械工业出版社，2002年；
《ARM&Linux嵌入式系统教程》，马忠梅等著，北京：北京航空航天大学出版社2004年
附录
附1：程序源码：。