一种远距离自动报靶方法和装置

说明书摘要

一种轻武器射击自动报靶的方法和装置，所述的方法包括：图像采集，弹孔识别，成绩判别，结果输出。在弹孔识别步骤，本发明设计了快速的局部图像曲面特性分析方法，能够有效的去除复杂环境下图像变化检测结果中的大量噪声，并通过进一步时域分析的方法确认最终弹孔；在结果输出步骤，提供真实靶显示和模拟靶显示两种途径，通过模拟靶技术，可以在提高用户体验的同时，有效的节省成本。所述的装置包括：多个长焦镜头和CCD摄像机，图像处理工控机，用于控制和显示的触摸屏。本发明对于环境具有良好的适应性，即使在比较恶劣的天气，比如大风，有雾，低照度等情况下，仍具有良好的性能。

权利要求书

1，一种轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于包括如下步骤：步骤S1：用户通过触摸屏选择靶车位置，装置控制靶车到达指定距离，同时选择对应距离的长焦镜头和CCD摄像机将采集到的靶面图像通过采集卡传输的图像处理工控机。

步骤S2：融合图像变化检测，图像局部曲面特征分析以及时域分析三种方法进行弹孔检测。

步骤S21：首先通过一个三点算法对靶面倾斜以及抖动情况进行计算，将输入图像进行校正和对准。通过将当前输入图像与在线更新的靶面历史图像进行比较，获取发生变化的部分。

步骤S22：通过对图像的局部曲面特征进行分析，将图像分割为弹孔区域和非弹孔区域。

步骤S23：利用时域信息对初步检测到的弹孔进行验证，增加弹孔检测的准确性。

步骤S3：通过提取的环线信息，弹孔位置和尺寸计算射击成绩，成绩包括环数和方位。

步骤S4：将自动报靶结果实时显示到界面上，同时进行语音报靶。并提供成绩打印功能。

2，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶装置，其特征在于包括长焦镜头(P1)，CCD摄像机(P2)，图像处理工控机(P3)，用于显示和控制的触摸屏(P4)，摄像机支架(P5)，靶道(P6)，靶车(P7)，靶纸(P8)。3，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于使用多个长焦镜头和CCD摄像机采集不同距离的靶面图像，通过CCD面积，靶车距离，靶面面积计算出所需要的镜头的焦距，保证靶面采集到的图像具有很好的清晰度，又保证靶面在视野中有足够的面积。4，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于图像采集设备，图像处理设备，以及用于显示和控制的触摸屏均安放在射击位，便于安装和管理。

5，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于使用了图像变化检测、图像局部特性分析以及时域分析三种方法进行弹孔检测，保证了弹孔检测方法的环境适应性和准确性。

6，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于使用一个三点算法对靶面倾斜以及抖动情况进行计算，将输入图像进行校正和对准。

7，根据权利要求5所述的弹孔检测方法，其特征在于基于图像局部曲面特征分析的弹孔分割方法，通过一种快速的曲面特征分析计算方法，将图像分割成为弹孔区域和非弹孔区域。消除了图像变化检测中由于环境影响而引起的大量噪声。

8，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于结果输出中提供真实靶与模拟靶两种方式。

9，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于，同一张靶纸可以多次利用，通过模拟靶技术，每个人只看到自己的射击成绩，而不会受到前面的人射击成绩的干扰。

10，根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶的方法和装置，其特征在于，在射击成绩打印模块，可以手动的添加漏检的弹孔以及删除多检的弹孔。从而保证了系统的完善性。

说明书

一种远距离自动报靶方法和装置

技术领域

本发明机器视觉与自动化领域，具体涉及一种用于轻武器射击的远距离智能自动报靶的方法和装置。

背景技术

在轻武器射击训练和比赛中，由于人工报靶效率和准确度较低，并且存在一定的危险性，自动报靶正在起着越来越重要的作用。传统的基于声纳原理和电子靶等方式自动报靶技术普遍存在着成本高的问题，不利于在部队，射击场等场合的广泛应用。随着图像处理技术的发展和计算机处理速度的提高，基于图像的方式逐渐受到人们的重视。目前存在的基于图像的自动报靶系统中，存在着一些显着的问题。首先，弹孔识别算法的环境适应性较差，主要是针对室内以及比较好的室外环境。算法主要是通过简单的阈值分割，将弹孔区域从靶面图像中分割出来，用于后面的分析。在比较复杂的室外环境中，靶面的不同区域由于受到光照，风吹等影响，仅仅依靠阈值分割很难准确的分割出弹孔。另一个显着的缺点是，为了保证图像质量，图像采集设备通常安装在靶位附近，因为存在由于跳弹等现象造成设备损坏的问题，在户外靶场中还会涉及到设备安全的问题。另外，设备安装的时候需要进行布线施工，成本较高。

发明内容

现有技术存在着对环境适应性较差和设备安装管理不便的问题。本发明的目的是提供一种环境适应能力强的自动报靶方法以及便于安装和管理的自动报靶装置

为了实现上述目的，本发明提供了远距离的自动报靶装置，通过多个长焦镜头和CCD相机采集多个距离的靶面图像。解决了系统安装与安

全防护的问题。通过融合图像变化检测，局部曲面形状分析以及时域分析的方法，提供了一种具有良好环境适应性的自动报靶方法。本发明的轻武器射击远距离自动报靶方法和装置包括：

步骤S1：用户通过触摸屏选择靶车位置，装置控制靶车到达指定距离，同时选择对应距离的长焦镜头和CCD摄像机将采集到的靶面图像通过采集卡传输的图像处理工控机。

步骤S2：融合图像变化检测，图像局部曲面特征分析以及时域分析三种方法进行弹孔检测。

步骤S21：首先通过一个三点算法对靶面倾斜以及抖动情况进行计算，将输入图像进行校正和对准。通过将当前输入图像与在线更新的靶面历史图像进行比较，获取发生变化的部分。

步骤S22：通过对图像的局部曲面特征进行分析，将图像分割为弹孔区域和非弹孔区域。

步骤S23：利用时域信息对初步检测到的弹孔进行验证，增加弹孔检测的准确性。

步骤S3：通过提取的环线信息，弹孔位置和尺寸计算射击成绩，成绩包括环数和方位。

步骤S4：将自动报靶结果实时显示到界面上，同时进行语音报靶。并提供成绩打印功能。

附图说明

以下结合附图对以上自动报靶方法和装置的具体实施过程进行详细说明，以更清楚的描述本发明的上述特征和优点。在以下的附图中：图1示出本发明方法流程图

图2示出本发明装置结构示意图

图3 示出本发明图像局部分析的八邻域示意图

图4 示出本发明图像局部分析的灰度曲线

图5 示出本发明基于面积分析局部曲面形状的示意图

图6 示出本发明图像局部分析涉及的曲面形状

图7 示出本发明的显示界面