本课题来源于中国兵器工业试验测试研究院所规划靶标技术体系中的一个子课题“具有实时毁伤感知的人形靶标系统构建技术”。当前,小规模的军事冲突可能性远大于大规模的军事对抗。面对挑战,我军必须不断发展自己,而部队靶场训练测试,便是提高军事实力的重要一环。通过对国内外多种射击训练用靶进行分析,目前陆军靶场的训练方式主要是打击模拟真实的战场环境下的各种类型靶标。如自动报靶靶标与机器人移动靶标,在实际使用中存在着信息反馈不及时,不能进行毁伤评估,成本昂贵等问题。针对以上问题,本课题将人形靶标作为研究对象,分析弹丸、破片和爆炸冲击波等毁伤元着靶信号特征,在此工作基础上,综合考虑项目应用方向和系统性价比,在人形靶标上设计并实现了毁伤感知系统,通过构建高速采集系统布设在人形靶上感知毁伤信息,利用BP神经网络对着靶毁伤等级进行评估。本文的主要工作有:1)人形靶毁伤感知技术研究。通过分析弹丸、破片、爆炸冲击波着靶信号特征,确定感知系统的最高采样频率,以STMF407作为人形靶毁伤感知控制系统的主控板,完成了对各硬件模块的选型,系统硬件电路的工程设计与各模块的驱动程序开发,实现了毁伤感知系统对外界信息的采集与存储。2)着靶强度定性检测。通过毁伤元着靶的压力值来反映着靶强度;对毁伤感知系统电路进行压电关系分析,使用MATLAB软件与最小二乘算法拟合压电关系函数,得到精确的感知电压值,再结合典型打击波形特征对着做定性分析完成着靶强度检测。3)着靶位置定量检测。对靶体进行区域划分,利用冲击压力波在固体表面的传播特性,将毁伤感知系统的各个传感器布设在人形靶的不同部位感知着靶信息。分析感知系统定位性能,结合实验材料压力波波速在PC端使用MATLAB软件进行TDOA定位算法仿真,得到具体的着靶部位坐标,实现着靶位置定量检测。仿真实验结果表明,定位检测坐标误差小于0.3cm。4)毁伤评估工作。参考美军军用版的简明损伤定级标准AIS对人形靶毁伤等级进行划分。利用处理后的着靶强度数据与着靶位置数据,构建训练集与测试集,搭建BP神经网络设置相关参数,并对比优化BP神经网络评估模型。得出结论:在进行人形靶毁伤等级评估实验时,以8个神经元数目的三层BP神经网络,在以着靶强度数据与着靶位置数据作为特征向量输入时,拟合优度判定系数可达0.99998。综上所述,实验结果与预期相符,研究结果为具有实时毁伤感知与毁伤评估功能的低成本人形靶靶标研制打下了坚实的基础。