自动报靶系统的设计资料

目录摘要 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

关键字 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

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1引言ﻩ错误!未定义书签。

1.１自动报靶在国内的研究ﻩ错误!未定义书签。

1.2基于图像处理技术自动报靶系统ﻩ错误!未定义书签。

1.3研究的意义ﻩ错误!未定义书签。

2传感器物理特性分析ﻩ错误!未定义书签。

3 交汇测量原理简介 ......................................................................... 错误!未定义书签。

４数据储存 ................................................................................... 错误!未定义书签。

4．1 CCD信号的处理和检取ﻩ错误!未定义书签。

４．2 S/H和AＤC选择 ...................................................... 错误!未定义书签。

4.３信息压缩与储存ﻩ错误!未定义书签。

4．4地址发生器ﻩ错误!未定义书签。

４．５子弹成像点的确定ﻩ错误!未定义书签。

4.6 交汇角的计算 .................................................................... 错误!未定义书签。

5 数据处理 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

６总结与展望 ................................................................................. 错误!未定义书签。

6.1总结ﻩ错误!未定义书签。

6.２展望ﻩ错误!未定义书签。

参考文献ﻩ错误!未定义书签。

致谢ﻩ9自动报靶系统的设计摘要针对于军事射击的项目特点,起于数字图像的处理、识别技术，给出了自动报靶系统的设计方案和实现的算法。

这个系统通过了对图像采集、图像处理、弹孔提取和环值判定,去实现自动报靶、数据管理（包括统计、记录、分析）等功能。

关键字图像处理；系统设计；图像采集；自动报靶Dｅｓign of aｕtoｍaｔic tａrget sｃoriｎg systｅｍAbｓtｒaｃtAccorｄｉｎg to thｅchaｒacｔｅriｓtic ｏf thｅｍilitary riflｅr,ａsｃheme of autｏmatic target－scoring systeｍis presenｔed in tｈｉs ｐaｐer,based on digｉt ａl ｉｍage pｒoｃｅssinｇand rｅｃognｉtiｏn techｎolｏgy．Thiｓsystem cａn realiｚe theｆunction of aｕｔoｍａtｉｃtarget－scoriｎg and ｄａｔe maｎagｅm ｅｎt(sｔatistics,recｏrｄ，anaｌysｉｓ)ｅｔc,bｙimage ｇatｈｅｒiｎg,iｍagｅｐr ｏcｅss,ａndｂulleｔ－sｐｏt’s recogniｔion anｄscｏrｉnｇ.Ｋey wordＡuｔｏmatic Target-scｏring；Ｉmage Procesｓ；Sysｔem Design1引言传统的报靶主要依靠是人工实现，存在的精确度不高、安全隐患比较大以及人力资源分配的不足。

现在的市场上一些关于自动报靶的产品中应该普遍成本高、系统比较复杂,并且占用场地等一些缺陷。

就目前来说,弹丸中靶的坐标测量普遍都采用弹丸穿过实心靶留下弹痕，射击者使用望远镜或借助于闭环电视系统估算出每一弹丸的中靶坐标。

这设计的自动报靶系统是一种对着靶位置进行自动测量的系统,采用确定在光学经纬仪上的CCD期间作为探测元件,弹丸经有效靶面才在CCD上面成像,经过视频放大、ADC 转换、数据处理等送入微机，通过正交汇的原理可计算得出弹丸着靶的精确位置坐标。

这种测量方法效率很低,测量精确度差。

１.1自动报靶在国内的研究自动报靶是跟随着现在的科学技术的进步发展起来的很新型报靶技术。

目前，我国军中的设计训练器材的性能情况还很落后,大多数都是人工报靶,只有少数是自动报靶系统。

其中原因有二点:第一是自动报靶系统的科技含量高,成本相对较高；二是少数模拟训练系统，只能去自己模拟训练,不能进行实弹射击，训练的质量还难以保证，因为这个,射击训练器材重心放在真正使用的自动报靶系统的研发上。

二是目前国内的自动报靶系统技术还不够成熟,系统环境的适应性差、性能单一,不能满足部队训练需求；为适应科技强军的需求，国内有许多企业对这进行研究,相继开发出多类射击自动报靶系统。

这此产品按其功能的实现可以分为：声电定位自动报靶系统、半导体电子靶系统、基于图像处理技术的报靶系统。

1.２基于图像处理技术自动报靶系统根据图像处理技术的迅速发展壮大和计算机运算速率的不断提升，数字图像处理技术，尤其是图像识别技术已经在诸多领域中得到了相当之广泛的应用。

例如，汽车自动驾驶系统、人脸识别、指纹识别与匹配系统等都是图像识别技术在现实生活中的典型应用。

“基于图像处理技术的自动报靶技术”就是这样一个包括了图像采集、图像识别和数据处理的典型系统。

自动报靶都是采取图像处理有关技术来进行实现，这个产品是根据计算机图像的识别的处理为基本。

在实弹进行射击过程中,它是通过摄像头对常规标准靶图像进行采集,根据采集来的靶图像的变换和特点,通过计算机图像识别技术来确定出靶图像的真实弹点，然后利用判定弹点再靶中的具体位置来确定弹点的中环位数。

对于不同的靶位上的每一次射击都采用完全相同的算法、规则和精确度来进行对比、比人工报靶更客观,更公正，有非常高的可用性。

使用这样一种自动报靶系统就好比是使用了一个“电子烟”，它会替代报靶人员的眼睛,在实弹射击的过程当中不间断的对靶面进行精确地测量。

1.3研究的意义自动报靶系统不只是在提高射击效率、节省人力和避免报靶时的人员安全隐患的同时，并且能自动进行统计并且显示出射击成绩，确保射击成绩的真实性，实现迅速、准确的落点报告。

图像处理类在成本上基本只需要摄像头和计算机,而且伴随着图像处理新技术。

随着新方法的连续提出，有一种声电定位报靶和半导体电子报靶这两类产品在技术上的不足制约了它们在部队中作为平时训练使用的普遍性，所以研究低成本,精度高和适应能力强的自动报靶系统成为部队所追求的产品,在报靶精度和适应性上也将逐渐满足军队要求,所以研究基于图像处理的军用报靶系统对于部队现代化具有推进作用,在部队的应用中具有极其广阔的前景。

2传感器物理特性分析报靶系统是由传感器(特制的头靶、胸靶、胸环靶、身靶)进行数据采集、精确检测到击中靶子的信号是成功自动报靶的关键,这个系统的报靶传感器使用一种特制的靶子,它的双面各有一层导电橡胶体或其他导电的软质材料，反面的导电橡胶接连地线,正面的一层橡胶按胸环靶样式用绝缘材料割成不同的环位和方位区域，而且在不同的区域分别引出信号线。

当子弹通过靶子的瞬间，靶子双面的导电橡胶层接通，此刻在相应区域的信号线上就能产生接地的脉冲信号，靶的8个环位和8个方位总共16种脉冲信号同时输出。

胸靶结构的示意图如图一所示。

设靶子的厚度是０.0２m，弹速是４00m/s,所以输出的接地脉冲宽度低于50uｓ。

为了能够精准的检测，就一定要对这些脉冲信号进行整形和展宽前期信号的处理，用ＣＰLＤ技术对数据采集好并且处理的实现,引出较常规的数据处理相比，引出同时使用简易和减少产品造价,数据采集板还要实现从并行到串行之间的转换。

3 交汇测量原理简介交汇测量原理如图1所示,有CCD摄像机和经纬仪成角测量系统,测量飞行弹丸空间角的位置;图1中CＤEF位有效靶面，P位弹着靶面,以靶心Ｏ为原点，ＡB=L位基线，有ｙ1=ＰＧ-ＯO１,ｘ１=AＧ-ＡＯ1，令Y=PG,X＝ＡG，则y1＝Ｙ－ＯO1,x1=X-AO1,三角函数变换知X １＝AOL-+）（βαβαsinsincos１(1）Y 1=OO-+）（βαβαsinsincosL1(2)其中α，β由光电经纬仪测出4 数据储存系统框图如图２所示,CCD视频信号放大滤波、S/Ｈ、二值化、A／D及ＤMA等一系列的措施存入单片机的系统内存,同时实行数据处理,单片机系统同时设置了对应的功能键，控制数据的显示与采集。

4.1 CCD信号的处理和检取因为目标最小的过靶时间为7０ｕｓ，ＣCD器件的主频最多在10MHz。

考虑到目标通过系统后在CCD器件上能呈现两个像元数，系统采用了日本松下公司的25９2位线阵CCD MN８061A.其像元间距14us;当主频位10MHz时行积分时间为2６2.8us；在目标对象最小过靶的时间为70ｕs时,呈像积分时间（占空比）是0．3，CCD驱动电路运用公司为ＭN806１Ａ配套配置的MN80６1A驱动板。

ＣCD模拟信号在单个目标越过靶位时信号基频为3．８kHｚ，通过对模拟信号幅度真实有效的5次以内谐波的考虑，视频通道带宽为20kHz。

多个目标时,最多在一行之中有3个目标,但频率跌和，带宽约需３0kHz。

高于这个数值的大多呈显背影信号，电路中可以滤除。

4.2S/Ｈ和ADC选择依据以上的参数,视频放大选用ＡＤ52１,低滤波选取TC363７6．从主频10MHz 和逐像元采样开拔，AＤＣ转换的速度超过10MＨz。

本系统试量目标的CＣＤ模拟信号的电压变化梯度很大,所以在ＡDC之前设S/H。

4.３信息压缩与储存实现CCD数字信号的快速储存是这个系统的关键技术。

CCD输出视频信号的位处理时间仅需1０0ns，如果想到位处理时间大于S/Ｈ时间、RAM时间和ADC时间之和的关系，储存时间应该低于2０ns。

采取对ＣCD视频信号进行二值化和ＡDＣ双重处理方法(DMA技术)。

原理如图3所示。

DMＡ由8只8D暂存器和相对应的8组RAM以及地址发生器3部分组成,RAM 的容量可跟据需要抉择。

图示这种情况下,ＲAＭ位８k b*8，可储存24行CCD数字信号，８D暂存器可运用７4HC系列74HC3７３，其数字设立时间为２０ｎs。