宮鵬涵，周克棟，康小勇，赫雷（.南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京0094；.軍械工程學(xué)院一系，河北石家莊050003）

基于高速攝影和微慣性姿態(tài)測(cè)量的人-槍運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試研究

宮鵬涵1，2，周克棟1，康小勇2，赫雷1
（1.南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京210094；2.軍械工程學(xué)院一系，河北石家莊050003）

自動(dòng)武器射擊時(shí)的人-槍運(yùn)動(dòng)特性是武器人機(jī)工效評(píng)價(jià)和人-槍系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模的重要依據(jù)。為了獲得某無(wú)托型自動(dòng)步槍射擊時(shí)的人-槍運(yùn)動(dòng)特性以及定量對(duì)人-槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)作出估計(jì)，探索了高速攝影與MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量相結(jié)合測(cè)量人-槍運(yùn)動(dòng)特性的新方法。采用高速攝影機(jī)從側(cè)面獲得人-槍系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息，經(jīng)過(guò)相關(guān)處理獲得射擊過(guò)程中步槍前后及俯仰的運(yùn)動(dòng)特征，同時(shí)運(yùn)用MTI慣性測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得步槍槍管軸線三維角運(yùn)動(dòng)參數(shù)。結(jié)合射擊時(shí)自動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，通過(guò)對(duì)高速攝影與慣性姿態(tài)測(cè)得的俯仰角運(yùn)動(dòng)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比與分析，驗(yàn)證了高速攝影與MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量結(jié)果的可信性。研究結(jié)果表明，兩種方法相互補(bǔ)充能更全面地反映人-槍運(yùn)動(dòng)特性，為人-槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)的獲取提供了新的測(cè)試手段。

兵器科學(xué)與技術(shù)；人-槍系統(tǒng)；運(yùn)動(dòng)參數(shù)；高速攝影；慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量

0　引言

自動(dòng)步槍抵肩射擊過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)是既有轉(zhuǎn)動(dòng)又有后坐平動(dòng)的多自由度空間運(yùn)動(dòng)。由于火藥燃?xì)獾臎_擊和槍械活動(dòng)機(jī)件間的碰撞使槍口偏離初始的瞄準(zhǔn)位置，并且人體在射擊過(guò)程中受槍械后坐力的沖擊及射手對(duì)槍械的反作用力也會(huì)使槍產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)響應(yīng)[1]，因此，要深入了解射擊時(shí)人-槍系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，準(zhǔn)確測(cè)量射擊時(shí)，人、槍水平后坐、水平側(cè)偏和垂直俯仰等運(yùn)動(dòng)特性參數(shù)是十分重要的。

根據(jù)測(cè)量原理的不同，人-槍運(yùn)動(dòng)的測(cè)量主要可分為光學(xué)非接觸式測(cè)量和接觸式傳感器測(cè)量[2]兩種途徑。光學(xué)非接觸式測(cè)量沒(méi)有電纜線或其他附加設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的束縛，測(cè)得的位移值具有較高的可信性，但要全方位獲得人-槍運(yùn)動(dòng)特性需要多臺(tái)高速攝影機(jī)，其設(shè)備昂貴且測(cè)定距離有限[3]；接觸式傳感器測(cè)量可以克服設(shè)置固定參考系的困難，直接測(cè)量剛體的多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)，但傳感器附加的質(zhì)量太大對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有一定的影響。近年來(lái)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展，基于MEMS的微慣性測(cè)量系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域。本文在綜合考慮各種測(cè)量方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了高速攝影與MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量相結(jié)合的人-槍運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試方案，即用高速攝影從側(cè)面測(cè)出人-槍系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)位移參數(shù)；用MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量方法測(cè)出步槍的角位移、角速度參數(shù)。

1　測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建

運(yùn)用高速攝影可以直接測(cè)量人-槍系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)位移，原則上可以由此推導(dǎo)出人-槍系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)的各種位移、速度和加速度，但由經(jīng)微分處理的位移值得到的速度與加速度對(duì)干擾十分敏感，往往有嚴(yán)重誤差。因此，為了準(zhǔn)確獲取某無(wú)托型自動(dòng)步槍射擊時(shí)的人、槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)，構(gòu)建MTI和高速攝影相結(jié)合的人-槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示。測(cè)試系統(tǒng)主要由高速攝影測(cè)試系統(tǒng)和MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)兩部分組成。

圖1　人-槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)Fig.1　Measurement system for human-riflemotion parameters

高速攝影系統(tǒng)選用美國(guó)Phantom V641型高速攝影機(jī)和運(yùn)動(dòng)圖像處理軟件ProAnalyst.Phantom V641型高速攝影機(jī)采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，分辨率高、曝光時(shí)間短，最大幀率可達(dá)140 000幀/s，能夠滿(mǎn)足人-槍動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)變化劇烈的特點(diǎn)，細(xì)致捕捉人、槍運(yùn)動(dòng)的具體特征；ProAnalyst軟件是一個(gè)全向性自動(dòng)跟蹤和數(shù)據(jù)分析軟件，能夠?qū)θ魏胃咚儆跋裱杆偬崛『透櫸矬w的位置、速度等參數(shù)。本文通過(guò)該軟件提取人-槍系統(tǒng)特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息，進(jìn)而獲得人、槍運(yùn)動(dòng)的相關(guān)參數(shù)。

慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)選用荷蘭XSENS公司生產(chǎn)的基于MEMS的MTI10姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其由微慣性測(cè)量組合系統(tǒng)和三軸磁強(qiáng)計(jì)組成，能同時(shí)提供經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的三維加速度、角速度及磁場(chǎng)速度。該系統(tǒng)具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、可靠性高、能夠承受惡劣的氣候環(huán)境和機(jī)械環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)[4]。MTI 10姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)外形如圖2所示。

圖2　MTI10慣性測(cè)量系統(tǒng)Fig.2　MTI10 inertialmeasurement system

2　測(cè)試方案與方法

根據(jù)自動(dòng)步槍射擊的實(shí)際情況及以往人-槍動(dòng)態(tài)特性高速攝影研究[1-2]，自動(dòng)步槍射擊過(guò)程中人體肩部有明顯的后坐運(yùn)動(dòng)，上身相對(duì)于臀部有明顯的俯仰運(yùn)動(dòng)，步槍相對(duì)于人體也存在少許的俯仰及側(cè)偏運(yùn)動(dòng)。為了保證所選特征點(diǎn)能準(zhǔn)確地反映人、槍俯仰的運(yùn)動(dòng)特征，根據(jù)人體主要關(guān)節(jié)的分布情況，在步槍和人體上分別布置了點(diǎn)①、點(diǎn)②、點(diǎn)③、點(diǎn)④四個(gè)特征點(diǎn)，如圖3所示。其中：點(diǎn)①、點(diǎn)②為步槍上的點(diǎn)，點(diǎn)③、點(diǎn)④為人體上的點(diǎn)。擬通過(guò)步槍和人體上特征點(diǎn)的位移變化分別獲得槍身和人體右肩的后坐運(yùn)動(dòng)參數(shù)；通過(guò)計(jì)算步槍上點(diǎn)①、點(diǎn)②連線和人體上點(diǎn)③、點(diǎn)④連線斜率的變化，獲得步槍和人體上身在射擊過(guò)程中的俯仰變化。此外，由于該自動(dòng)步槍完成一次射擊循環(huán)時(shí)間約0.09 s，為保證高速攝影能細(xì)致地從捕獲特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，設(shè)置高速攝影機(jī)拍攝速度為4 800幀/s，每幅時(shí)間間隔0.21ms，分辨率為1 280像素×800像素，從人體右側(cè)獲取點(diǎn)①、點(diǎn)②、點(diǎn)③、點(diǎn)④位置變化，采集觸發(fā)前1 000ms、觸發(fā)后4 000ms的所有視頻數(shù)據(jù)。

圖3　人-槍系統(tǒng)特征點(diǎn)布置示意圖Fig.3　Feature points arrangement of human-rifle system

將MTI 10慣性姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)固定在自動(dòng)步槍下護(hù)蓋的左側(cè)，并使其X軸與槍管軸線保持一致，實(shí)驗(yàn)時(shí)，射手手持該自動(dòng)步槍立姿抵肩射擊，如圖4所示。

圖4　人-槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)Fig.4　Measurement site for human-riflemotion parameters

2.1基于高速攝影的人、槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)獲取

將高速攝影所獲得的視頻文件導(dǎo)入ProAnalyst軟件，設(shè)定視頻采集頻率和圖像文件比例尺，選定圖像跟蹤區(qū)域及跟蹤目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，便可獲得人、槍運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參數(shù)。為了獲取槍身及人體的俯仰運(yùn)動(dòng)參數(shù)，分別作槍身點(diǎn)①、點(diǎn)②及人體上點(diǎn)③、點(diǎn)④間的連線，求出兩條直線的斜角。射擊過(guò)程中斜角的變化即為槍身及人體上身的俯仰角位移。

式中：α1、α2分別為俯仰運(yùn)動(dòng)前、后的直線斜角；XA、XB和XA′、XB′分別為運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后在X軸上的位移；YA、YB和YA′、YB′分別為運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后在Y軸上的位移。

圖5　俯仰角計(jì)算示意圖Fig.5　Schematic diagram of pitching angle calculation

人-槍系統(tǒng)的俯仰角位移

2.2基于M TI人-槍角運(yùn)動(dòng)測(cè)量輸出的數(shù)學(xué)描述

人-槍系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)測(cè)量的姿態(tài)角主要包括槍身的俯仰角和側(cè)偏角。MTI通過(guò)計(jì)算傳感器坐標(biāo)系和當(dāng)?shù)氐牡芽栍沂肿鴺?biāo)系之間的3個(gè)夾角得出三維姿態(tài)[5-6]，系統(tǒng)坐標(biāo)系如圖6所示。姿態(tài)方位的輸出可用不同的參數(shù)表示，如四元數(shù)、歐拉角、旋轉(zhuǎn)矩陣等。由于四元數(shù)法憑借其計(jì)算量較小、能克服奇異性缺陷等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用，因此本文選用四元數(shù)的輸出模式。

圖6　傳感器坐標(biāo)系和地球磁場(chǎng)坐標(biāo)系Fig.6　Sensor co-ordinate and fixed earth co-ordinate

四元數(shù)是由1個(gè)實(shí)數(shù)單位1和3個(gè)虛數(shù)單位i、j、k組成的含有4個(gè)元的數(shù)[7]，其形式為

式中：q0為標(biāo)量；q為矢量。

四元數(shù)與角速度ωb之間的關(guān)系式為

式中：ωbX、ωbY、ωbZ分別為姿態(tài)角速度在X軸、Y軸、Z軸上的分量；對(duì)該微分方程求解，便可實(shí)時(shí)獲得四元數(shù)的4個(gè)元：

式中：四元數(shù)q（t）、ωb（t）為t時(shí)刻的值；T為采樣周期。根據(jù)已知條件，可計(jì)算求得t+T時(shí)刻的四元數(shù)q（t+T）.將求解出來(lái)的四元數(shù)的4個(gè)元代入用四元數(shù)表示的姿態(tài)變換矩陣

再根據(jù)四元數(shù)與方向余弦之間的關(guān)系，求解出姿態(tài)矩陣

將以上3個(gè)值求反正弦和反正切就可得到人-槍系統(tǒng)姿態(tài)參數(shù)，包括槍身的俯仰角和側(cè)偏角信息。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在人-槍運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試中，由一名射手先后進(jìn)行了數(shù)百發(fā)子彈射擊實(shí)驗(yàn)，整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠、重復(fù)性好。盡管同一射手獲得的具體數(shù)值上會(huì)有所差異，但總體規(guī)律相同，波形相似性良好，并且與以往經(jīng)驗(yàn)吻合。其中1組3發(fā)點(diǎn)射時(shí)的人-槍運(yùn)動(dòng)軌跡如圖7～圖15所示。

圖7　槍身前后位移曲線Fig.7　Forward and backward displacement of rifle

圖8　右肩前后位移曲線Fig.8　Forward and backward displacement of right shoulder

圖9　槍身前后速度曲線Fig.9　Forward and backward velocity curves of rifle

圖10　槍身俯仰角位移曲線Fig.10　Pitching angular displacement of rifle

圖11　人體上身俯仰角位移曲線Fig.11　Pitching angular displacement of human upper body

圖12　槍身俯仰角位移曲線Fig.12　Pitching angular displacement of rifle

圖13　槍身側(cè)偏角位移曲線Fig.13　Yawing angular displacement of rifle

圖14　槍身俯仰角速度曲線Fig.14　Pitching angular velocity of rifle

圖15　槍身側(cè)偏角速度曲線Fig.15　Yawing angular velocity of rifle

3.1高速攝影測(cè)量結(jié)果分析

由圖7和圖8可看出，在200 ms內(nèi)，槍身后移幅值為55.2mm，人體肩部的后移幅值為51.4mm. 第1發(fā)槍彈發(fā)火后，人體肩部的水平位移相對(duì)于槍身的水平坐標(biāo)有一滯后量，這是槍身后坐時(shí)壓縮射手肩部肌肉、骨骼引起的，符合實(shí)際射擊情況。

由圖9和圖10可以看出，自動(dòng)步槍射擊時(shí)自動(dòng)機(jī)完成一次射擊循環(huán)時(shí)間約90ms，槍膛合力及自動(dòng)機(jī)前后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的撞擊與高低仰俯偏轉(zhuǎn)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每次撞擊都引起槍身速度的劇烈變化，具體情況見(jiàn)圖9第1個(gè)射擊循環(huán)中的a、b、c標(biāo)示。a由膛內(nèi)火藥氣體對(duì)槍身的沖擊產(chǎn)生；b由自動(dòng)機(jī)后坐到位與槍托的撞擊產(chǎn)生；c由自動(dòng)機(jī)復(fù)進(jìn)到位時(shí)與槍管尾部的撞擊而產(chǎn)生。

由于槍彈發(fā)火后，彈丸在膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間約1ms，彈丸出槍口時(shí)槍身還來(lái)不及產(chǎn)生顯著運(yùn)動(dòng)，故以槍身速度開(kāi)始明顯向后變化的瞬間測(cè)量3發(fā)彈丸出槍口瞬間，槍管軸線相對(duì)于初始瞄準(zhǔn)位置的變化值。綜合分析圖7、圖9、圖10，3連發(fā)時(shí)間范圍內(nèi)，槍管軸線始終向上偏轉(zhuǎn)。0.019 s時(shí)，第1發(fā)彈丸出槍口時(shí)，槍管軸線的高角增量約 0.2°，槍身后移約4.6mm；0.112 s時(shí)，第2發(fā)彈丸出槍口時(shí)，槍身軸線的高角增量約 1.12°，槍身后移約 22.8 mm；0.203 s時(shí)，第3發(fā)彈丸出槍口時(shí)，槍身軸線的高角增量約2.39°，槍身后移約55.2mm.由此可見(jiàn)，3連發(fā)射擊時(shí)，后2發(fā)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不是第1發(fā)的簡(jiǎn)單重復(fù)，各個(gè)運(yùn)動(dòng)量都表現(xiàn)出很強(qiáng)的逐發(fā)累積效應(yīng)，這表明人-槍系統(tǒng)的響應(yīng)周期遠(yuǎn)大于武器發(fā)射的自動(dòng)循環(huán)時(shí)間。

由圖10、圖11可以看出，在3連發(fā)時(shí)間范圍內(nèi)，槍身的俯仰角位移略小于射手上身的俯仰角位移，這是由于射擊時(shí)射手對(duì)步槍下意識(shí)的主動(dòng)作用使步槍相對(duì)于人體向下發(fā)生了一定的偏轉(zhuǎn)。

3.2M TI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量結(jié)果分析

如圖12所示高速攝影與MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)分別獲得的槍身俯仰角位移曲線，從中可看出：MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)獲得的槍身俯仰運(yùn)動(dòng)情況與高速攝影獲得的槍身俯仰運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本相同。

每個(gè)射擊循環(huán)中，對(duì)應(yīng)槍膛合力達(dá)到最大、自動(dòng)機(jī)向后運(yùn)動(dòng)到位和自動(dòng)機(jī)向前運(yùn)動(dòng)到位3個(gè)特征點(diǎn)時(shí)刻，高速攝影和MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的槍口角位移如表1所示。由表1可見(jiàn)，3連發(fā)射擊過(guò)程中，高速攝影與MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)在各特征點(diǎn)時(shí)刻獲得的俯仰角位移存在一定的測(cè)量誤差，誤差來(lái)源主要有3個(gè)部分：1）高速攝影機(jī)本身受分辨率、取景范圍、拍攝角度、測(cè)量距離的限制存在一定的系統(tǒng)誤差；2）射手射擊時(shí)各特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)單的平面運(yùn)動(dòng)，而是多自由度的空間運(yùn)動(dòng)；3）高速攝影獲得的角位移是通過(guò)特征點(diǎn)連線的斜率變化計(jì)算出來(lái)的，由于高速攝影獲得的特征點(diǎn)位移存在誤差，計(jì)算出來(lái)的角位移會(huì)放大這種誤差。但總體上說(shuō)，高速攝影和MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的各特征時(shí)刻俯仰角位移的數(shù)量級(jí)是一樣的，相對(duì)誤差范圍均在10%以?xún)?nèi)，3發(fā)點(diǎn)射結(jié)束的瞬間，即0.203 s時(shí)，槍口向上偏轉(zhuǎn)2.28°，與高速攝影獲得的數(shù)據(jù)基本相同。這也進(jìn)一步說(shuō)明MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量和高速攝影測(cè)量的角運(yùn)動(dòng)測(cè)量結(jié)果是可信的。

表1　特征點(diǎn)時(shí)刻槍身俯仰角位移對(duì)比Tab.1　The comparison of pitching angular displacements of rifle at feature point

由圖13可見(jiàn)，3發(fā)點(diǎn)射時(shí)槍管軸線總體向右偏轉(zhuǎn)。第3發(fā)彈丸出槍口時(shí)，槍管軸線的側(cè)偏角增量約為0，第2發(fā)側(cè)偏角的增量約1.2°，第3發(fā)側(cè)偏角的增量約2.1°，這與3連發(fā)實(shí)彈射擊彈著點(diǎn)沿右上方散布是一致的。但側(cè)偏角位移并不向俯仰角位移那樣單調(diào)增加，間或有所減小，而且在槍彈發(fā)火后的開(kāi)始階段變化較為緩慢。

由圖14和圖15可見(jiàn)，槍械的俯仰運(yùn)動(dòng)要比偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)劇烈。每一個(gè)射擊循環(huán)中，俯仰角速度變化曲線上兩個(gè)向上大幅度變化的地方，也反映了火藥燃?xì)夂妥詣?dòng)機(jī)后退到位的作用，但是由于這兩個(gè)作用持續(xù)的時(shí)間非常短，因此產(chǎn)生的相應(yīng)的角位移在槍身俯仰角位移曲線上體現(xiàn)的不是太明顯。而且連發(fā)射擊時(shí)，角運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)的重復(fù)性不如后坐運(yùn)動(dòng)那樣好，尤其是側(cè)偏方向上的角運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了較大的離散性，反映了以人為支架的人-槍系統(tǒng)的隨機(jī)性。

4　結(jié)論

本文構(gòu)建了高速攝影和MTI慣性運(yùn)動(dòng)測(cè)量相結(jié)合的人-槍運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試系統(tǒng)，運(yùn)用該測(cè)試系統(tǒng)獲得了某無(wú)托型自動(dòng)步槍連發(fā)射擊時(shí)槍身后坐位移、后坐速度、水平側(cè)偏和垂直俯仰等人-槍運(yùn)動(dòng)參數(shù)。研究結(jié)果表明：該測(cè)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠、重復(fù)性好，能夠全面、準(zhǔn)確地反映射擊時(shí)的人-槍運(yùn)動(dòng)特性，同時(shí)，對(duì)射擊時(shí)人-槍系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析和人-槍系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立，具有重要的參考價(jià)值。

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M easurement of Motion Characteristics on Human-rifle System Based on the Combination of M icro Inertial Motion Tracker Instrument and High-speed Photography

GONG Peng-han1，2，ZHOU Ke-dong1，KANG Xiao-yong2，HE Lei1
（1.School of Mechanical Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，Jiangsu，China；2.The 1st Department，Ordnance Engineering College，Shijiazhuang 050003，Hebei，China）

Themotion parameters of human-rifle system are the important basis ofweapons ergonomic evaluation and human-rifle system dynamicsmodeling in the process of automatic weapon shooting.In order to obtain themotion characteristics of the human-rifle system and quantitatively estimate itsmotion parameters during shooting of a bullpup rifle，a new method is explored formeasuring the human-rifle system，which is a high-speed photography combined with inertialmeasurement ofmotion tracker instrument （MTI）.The proposedmethod is to use themotion information ofmotion feature points of human-rifle system taken by a high-speed camera to obtain the motion law of the human-rifle system in the pitching through the correlation processing，and the muzzle response of the rifle ismeasured using MTI inertial measuring instrument at the same time.Themotion results at the pitching anglesmeasured by high-speed photography and MTIare compared and analyzed.The experimental results show that the resultsmeasured using high speed photography and MTIare believable.

ordnance science and technology；human-rifle system；motion parameter；high-speed photography；inertialmotion measurement

TJ06

A

1000-1093（2015）12-2224-07

10.3969/j.issn.1000-1093.2015.12.003

2015-03-03

宮鵬涵（1981—），男，講師，博士研究生。E-mail：gongpenghan@126.com；周克棟（1964—），男，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：zkd81151@126.com