CN103591852B - 一种报靶系统的自动校正方法和报靶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报靶系统的自动校正方法和报靶系统，方法包括：获取基准弹着点的超声信号，根据超声信号计算各个所述基准弹着点的第一位置信息；获取带有所述基准弹着点的靶纸图像，根据靶纸图像计算所述基准弹着点的第二位置信息；将所述第二位置信息与所述第一位置信息比对，计算并存储修正值；该修正值用于对弹着点的靶位进行自动校正后报靶；或，该修正值用于校正报靶系统的报靶基准。本发明中，根据计算的基准弹着点的第一位置信息及第二位置信息，报靶系统实现靶纸更换后的弹着点的位置自动校正，较之传统的人工手工矫正方法更加方便快捷，减少由于人为因素造成的校正不准，避免实弹训练时报靶误差的产生。

Description

一种报靶系统的自动校正方法和报靶系统

技术领域

本发明涉及射击训练技术领域，具体涉及一种报靶系统的自动校正方法和报靶系统。

背景技术

实弹射击训练过程中，往往需要采用人工方式更换张贴在靶板上的靶纸，在更换靶纸之后，还需要对该靶纸的位置进行校正，使之与之前被更换的靶纸的位置保持一致，以防因该更换后的靶纸张贴的不正而造成报靶误差。传统的报靶系统的校正方法如下：第一种方法，先向该已经更换好的靶纸射击3枪，将这3枪的弹着点作为靶纸校正的基准弹着点，与此同时，电脑也通过报靶传感器获得这3枪在电脑靶纸上的弹着点，然后将电脑移动到已更换好的靶纸的靶的旁边，通过目测实物靶纸，将电脑中生成的弹着点进行平移，然后通过将电脑中弹着点移动前后的坐标进行对比获取校正值，将校正值加到以后的报靶中；第二种方法，同样，先向该已经更换好的靶纸射击3枪，将这3枪的弹着点作为靶纸校正的基准弹着点，与此同时，电脑也通过报靶传感器获得这3枪在电脑靶纸上的弹着点，之后，人工对带有3枪弹着点的靶纸拍照，将照片拿到电脑旁，人工目测修正，获取校正值，将校正值加到以后的报靶中。采用上述校正的方式具有如下缺陷：容易因为人为目测因素造成校正不准，导致实弹训练时的报靶误差的产生。

发明内容

鉴于此，为了突破传统人工目测校正方式，实现报靶系统的自动校正，本发明提供一种报靶系统的自动校正方法，所采用的技术方案为：

一种报靶系统的自动校正方法，包括如下进程：

获取基准弹着点的超声信号，根据超声信号计算各个所述基准弹着点的第一位置信息；

获取带有所述基准弹着点的靶纸图像，根据靶纸图像计算所述基准弹着点的第二位置信息；

将所述第二位置信息与所述第一位置信息比对，计算并存储修正值；该修正值用于对弹着点的靶位进行自动校正后报靶；或，该修正值用于校正报靶系统的报靶基准。

优选地，还包括：按照所述计算并存储的修正值，报靶系统对每次依采集超声信号计算的所述弹着点的靶位进行自动校正，作为报靶结果报出；或，报靶系统按照校正后的所述报靶基准，计算弹着点的靶位进行报靶。

优选地，所述计算第二位置信息具体包括：

识别靶纸：将所述获取的带有所述基准弹着点的靶纸从所述靶纸图像中识别出来；

归一化处理：将所述识别出的靶纸还原为标准正式图像，并对所述标准正式图像进行归一化处理；

分离基准弹着点：从所述归一化的标准正式图像中分离出所述基准弹着点；

求中心坐标：求得所述分离出的各个基准弹着点的中心坐标。

优选地，所述计算第二位置信息还包括：

识别编号：根据归一化的标准正式图像上靶纸编号张贴的位置，识别出所述靶纸编号，以求得与所述靶纸编号一一对应的靶纸上的每个基准弹着点的中心坐标。

优选地，所述带基准弹着点的靶纸图像通过无线方式获取。

优选地，通过梯度和边缘提取算法将所述带有基准弹着点的靶纸从所述靶纸图像中识别出来。

优选地，采用直方图均衡化、自适应阈值分割和形态滤波图像处理算法将所述归一化的标准正式图像分割为多个孤立图形，之后采用OCR识别算法从所述孤立图形中分离出所述基准弹着点。

本发明还提供一种报靶系统，采用如上任一所述的自动校正方法，在每次更换靶纸后先获取基准弹着点的修正值，所述修正值用于修正依超声信号报靶时的报靶结果。

本发明的有益效果是：根据计算的基准弹着点的第一位置信息及计算的第二位置信息，报靶系统实现靶纸更换后的弹着点的位置自动校正，较之传统的人工手工矫正方法更加方便快捷，减少由于人为因素造成的校正不准，避免实弹训练时报靶误差的产生。

附图说明

图1为本发明实施例中报靶系统的自动校正方法的流程示意图之一；

图2为本发明实施例中报靶系统的自动校正方法的流程示意图之二；

图3为本发明实施例中胸环靶的实物示意图；

图4为本发明实施例中自动校正前更换后的靶纸被射击三枪后带有三个基准弹着点的胸环靶的实物示意图；

图5为本发明实施例中自动校正前获取的带有三个基准弹着点的靶纸图像的示意图；

图6为本发明实施例中经自动校正处理后带有三个基准弹着点的靶纸图像的示意图；

图7为本发明实施例中自动校正后报靶系统生成的带有三个基准弹着点的靶纸图像的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参考图1，本实施例提供一种报靶系统的自动校正方法，自动校正方法包括如下进程：

获取基准弹着点的超声信号，根据超声信号计算各个基准弹着点的第一位置信息；

获取带有基准弹着点的靶纸图像，根据靶纸图像计算基准弹着点的第二位置信息；

将第二位置信息与第一位置信息比对，计算并存储修正值；该修正值用于对弹着点的靶位进行自动校正后报靶；或，该修正值用于校正报靶系统的报靶基准。

进一步地，参考图2，得到修正之后，按照计算并存储的修正值，报靶系统对每次依采集超声信号计算的弹着点的靶位进行自动校正，作为报靶结果报出。

其中，计算第二位置信息优选通过以下方法实现：

识别靶纸：将获取的带有基准弹着点的靶纸从靶纸图像中识别出来；

归一化处理：将识别出的靶纸还原为标准正式图像，并对标准正式图像进行归一化处理；

分离基准弹着点：从归一化的标准正式图像中分离出基准弹着点；

求中心坐标：求得分离出的各个基准弹着点的中心坐标。

考虑到通常的射击训练中，训练场中贴有靶纸的靶板一般有多个，且每个靶板上通常都贴有与之一一对应的靶纸编号，以便更换该靶纸后，根据靶纸编号，报靶系统仍能依据射击在该靶纸上的基准弹着点的位置进行自动校正，使自动校正与靶纸一一对应起来，上述计算第二位置信息还包括：

识别编号：根据归一化的标准正式图像上靶纸编号张贴的位置，识别出靶纸编号，以求得与靶纸编号一一对应的靶纸上的每个基准弹着点的中心坐标。

该实施例中，带基准弹着点的靶纸图像通过无线方式获取，且第一位置信息由报靶系统计算后通过无线方式自动报出。

该实施例中，通过梯度和边缘提取算法将带有基准弹着点的靶纸从靶纸图像中识别出来。

该实施例中，采用直方图均衡化、自适应阈值分割和形态滤波图像处理算法将归一化的标准正式图像分割为多个孤立图形，之后采用OCR识别算法从孤立图像中分离出基准弹着点。其中，多个孤立图形包括靶纸图形、靶纸编号图形和基准弹着点的图形等。

其中，归一化处理、梯度和边缘提取算法、直方图均衡化、自适应阈值分割和形态滤波图像处理算法及OCR识别算法都可基于现有技术实现，具体可参考下列文献：

[1]Rafael C.Gonzalez,Richard E.Woods,Steven L.Eddins.Digital ImageProcessing[M],电子工业出版社，2005.9；

[2]阮秋琦．数字图像处理学[M]．电子工业出版社，2001，10；

[3]董鸿雁．边缘检测的若干技术研究[D]．国防科学技术大学博士学位论文2008，3；

[4]崔屹.图象处理与分析———数学形态学方法及应用［M］.北京：科学出版社，2000：97-124；

[5]李风慧．基于数学形态学的噪声处理[J]．信息技术，2006，6：45．46；

[6]高东发，黎绍发，林凯荣，等.基于BZX-1系统的自适应图像处理快速算法设计［J］.计算机工程，2004，30（8）：149-161；

[7]沃焱,韩国强,张见威.基于自适应预处理的图像分割方法[J];电子与信息学报;2007年01期；

[8]刘跃锋,宋永霞,李松涛.一种基于直方图对二值图像进行处理的方法[J].长春工业大学学报(自然科学版);2010年05期；

[9]杜彦蕊.限制性手写体字符OCR识别方法的研究[D].哈尔滨工程大学,2003；

[10]岳晓峰,焦圣喜,韩立强,李洪洲.模式识别中的光字符识别技术及应用综述[J].河北工业科技.2006年05期；

[11]王茜,彭中,刘莉.一种基于自适应阈值的图像分割算法[J].北京理工大学学报.2003(04)；

[12]曾磊.基于Otsu法自适应阈值的图像分割研究[J].信息技术.2008(10)。

该实施例中，报靶系统包括贴有靶纸的靶板，安装在靶板空腔底部的报靶传感器，后台服务器和无线网络摄像机或手机，优选地，靶板上还贴有靶纸编号，报靶传感器与后端服务器无线连接，无线网络摄像机或手机与后端服务器无线连接。报靶系统采用上述自动校正方法，在每次更换靶纸后先获取基准弹着点的修正值，用于修正依超声信号报靶时的报靶结果。

请参见图3，为更换靶纸后胸环靶的实物示意图，更换靶板上的靶纸后，为了对靶纸位置进行自动校正，需先向已经更换好并贴在靶板上的靶纸射击，通常为射击3枪，本实施例以3枪为例进行说明，实际中，基准弹着点的个数不作限制。如图4，即为自动校正前更换后的靶纸被射击三枪后带有三个基准弹着点的胸环靶的实物示意图，通常将这3枪在靶纸上形成的弹着点作为靶纸校正的基准弹着点，图中三个小圆点（两个白色小圆点及一个黑色小圆点）为3枪基准弹着点；射击时，安装在靶板底部的报靶传感器获取射击的基准弹着点的超声信号，按照报靶基准，根据超声信号（图4中胸环靶的底端部分即为报靶传感器）对这3枪的弹着点的原始靶位即本实施例中的第一位置信息进行计算并自动报靶，并通过无线方式发送给后端服务器，后端服务器接收报靶系统报出的基准弹着点的第一位置信息；同时，还利用无线网络摄像机或手机对贴有靶纸和靶纸编号的靶板进行拍照，靶纸上带有基准弹着点，并将拍照所得的靶纸图像通过无线方式发送给后端服务器，如图5，即为自动校正前报靶系统中的后端服务器获取的带有三个基准弹着点的靶纸图像的示意图，后端服务器通过梯度，边缘提取等算法等图像分析手段将靶纸从接收的靶纸图像中识别出来,并进行梯形矫正，以还原为标准正视图像，再将尺寸归一化到设定的标准尺寸，归一化处理后的标准正式图像通常为矩形；根据靶纸编号张贴的大致位置,切割归一化处理后的标准正视图像的一固定部分(含靶纸编号的部分)成为子图,并对该子图进行二值化处理,通过简单的OCR识别算法即可识别靶纸编号；对归一化的标准正视图像进行直方图均衡化,自适应阈值分割,形态滤波等图像处理算法分割出多个孤立图形，再通过模式识别算法分离出复数个基准弹着点，求得每个基准弹着点的中心坐标（所谓中心坐标，是以归一化处理后的标准正式图像的中心为坐标原点建立坐标轴，一条轴线平行标准正式图像的长边，另一条轴线平行标准正式图像的宽边，每个基准弹着点的中心相对原点的位置即为中心坐标），各个基准弹着点的中心坐标即各个基准弹着点在靶纸图像中的实际靶位为第二位置信息，图6即为经自动校正处理后带有三个基准弹着点的靶纸图像的示意图；后端服务器将第二位置信息与第一位置信息比对，即可计算并存储修正值，其中，图7为按照修正值自动校正后，报靶系统生成的带有三个基准弹着点的靶纸图像的示意图，计算并存储的修正值用于对训练过程中的每个弹着点的靶位进行自动校正后报靶，报靶系统按修正值报靶的方式为：按照计算并存储的修正值，报靶系统对每次依采集超声信号计算的弹着点的靶位进行自动校正，自动校正后的靶位作为报靶结果报出。

该实施例中，每更换一次靶纸后，先计算并存储修正值，之后，训练过程中射击在该靶纸上的每一个弹着点都可实时利用该修正值进行一次修正，以便报靶系统实时根据修正后的弹着点靶位并依据报靶标准报靶，这种实施方式进行修正的次数与射击在更换后的靶纸上的弹着点相同。报靶系统根据报靶传感器报出的基准弹着点的第一位置信息及后端服务器计算的第二位置信息，实现靶纸更换后的弹着点的位置自动校正，较之传统的人工手工矫正方法更加方便快捷，减少由于人为因素造成的校正不准，避免实弹训练时报靶误差的产生。

实施例二

该实施例与实施例一不同的是，计算出的修正值用于修正报靶系统的报靶基准，即：更换靶纸后，先按照实施例一相同的进程计算并存储修正值，该修正值用于校正报靶系统的报靶基准；之后，报靶系统按照修正值修正报靶基准，报靶系统按照修正后的报靶标准对训练中射击在该靶纸上的弹着点的靶位进行报靶，这样，每更换一次靶纸，报靶系统只需要一次修正即可实现训练时的弹着点自动校正并报靶。

实施例三

本实施例提供一种报靶系统，该报靶系统采用实施例一或二的自动校正方法，在每次更换靶纸后先获取基准弹着点的修正值，修正值用于修正依超声信号报靶时的报靶结果。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (8)

1.一种基于超声波信号的报靶系统的自动校正方法，包括如下进程：

获取基准弹着点的超声信号，根据超声信号计算各个所述基准弹着点的第一位置信息；

获取带有所述基准弹着点的靶纸图像，根据靶纸图像计算所述基准弹着点的第二位置信息；

将所述第二位置信息与所述第一位置信息比对，计算并存储修正值；该修正值用于对弹着点的靶位进行自动校正后报靶；或，该修正值用于校正报靶系统的报靶基准。

2.如权利要求1 所述的自动校正方法，其特征在于，还包括：按照所述计算并存储的修正值，报靶系统对每次依采集超声信号计算的所述弹着点的靶位进行自动校正，作为报靶结果报出；或，报靶系统按照校正后的所述报靶基准，计算弹着点的靶位进行报靶。

3.如权利要求1 或2 所述的自动校正方法，其特征在于，所述计算第二位置信息具体包括：

识别靶纸：将所述获取的带有所述基准弹着点的靶纸从所述靶纸图像中识别出来；

归一化处理：将所述识别出的靶纸还原为标准正式图像，并对所述标准正式图像进行归一化处理；

分离基准弹着点：从所述归一化的标准正式图像中分离出所述基准弹着点；

求中心坐标：求得所述分离出的各个基准弹着点的中心坐标。

4.如权利要求3 所述的自动校正方法，其特征在于，所述计算第二位置信息还包括：

识别编号：根据归一化的标准正式图像上靶纸编号张贴的位置，识别出所述靶纸编号，以求得与所述靶纸编号一一对应的靶纸上的每个基准弹着点的中心坐标。

5.如权利要求1 或2 所述的自动校正方法，其特征在于，所述带基准弹着点的靶纸图像通过无线方式获取。

6.如权利要求3 所述的自动校正方法，其特征在于，通过梯度和边缘提取算法将所述带有基准弹着点的靶纸从所述靶纸图像中识别出来。

7.如权利要求3 所述的自动校正方法，其特征在于，采用直方图均衡化、自适应阈值分割和形态滤波图像处理算法将所述归一化的标准正式图像分割为多个孤立图形，之后采用OCR 识别算法从所述孤立图形中分离出所述基准弹着点。

8.一种报靶系统，采用如权利要求1-7 的自动校正方法，在每次更换靶纸后先获取基准弹着点的修正值，所述修正值用于修正依超声信号报靶时的报靶结果。