CN106032967A - 电子瞄准器的自动倍率调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子瞄准器的自动倍率调教方法，该电子瞄准器包括镜头、影像传感器、显示装置、测距装置、风速/风向传感器、无线/有线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在该远程控制中心或使用者的可穿戴智能设备上，该数据处理装置包括图像采集部分、控制装置和输出部分，将镜头捕捉的影像数据进行数学处理后，控制单元对图像能否正常显示在显示装置上进行判断，从而输出倍率调整参数控制被瞄准目标物体的影像显示在显示装置的屏幕上，省略了对该电子瞄准器的硬件结构设计布置，能够实现自动瞄准的目的，不仅减轻了武器枪支的重量，携带方便，实现了武器装备的轻型化，提高了瞄准的精确度和可靠性，提高了射击的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子瞄准器的自动倍率调整方法，尤其是利用数据处理装置的图像处理方法来控制图像的显示方法，属于自动调整领域。
背景技术
应用于武器上的瞄准装置是否能够准确瞄准目标物体，关系到武器的射击精度，也关系到整个战争的结果，人机效能的发挥。而瞄准装置通过安装在其上面的光学瞄准镜来实现，现有的瞄准镜分为望远式瞄准镜、准直式瞄准镜和反射式瞄准镜三大类，其中，望远式瞄准镜具有放大倍率的作用，可以识别远处的目标，适合远距离射击，但是，这种识别需要调整放大倍率来实现，中国专利ZL201310227883公开了一种用于望远式瞄准镜中的同一视场内呈现两种不同倍率图像的枪瞄，其无须调节视场范围、可迅速瞄准射击的同一视场内呈现两种不同的倍率图像。该枪瞄包括壳体、设在所述壳体内的两组不同倍率的第一光学系统和第二光学系统，所述第一光学系统和所述第二光学系统分别以不同倍率的图像可同时呈现在同一视场内，在近距离时，可利用倍率低的光学系统，在远距离时刻采用倍率高的光学系统，即利用光学系统来实现对物体的瞄准，其缺点是倍率通过硬件结构光学系统来实现，不能及时、准确地进行瞄准；
中国专利ZL200510050536公开了一种瞄准镜电动倍率调节装置，包括一固定于枪托上的瞄准器的筒体，筒体中设置有物镜、目镜与带一连接螺钉的电动倍率调节装置，它与一倍率调节管相连接，倍率调节管内径的前、后两端各设置一前螺旋槽与后螺旋槽，并分别与倍率调节镜与调焦镜相连接，枪托上连接一扣动扳机，电动倍率调节装置包括一带内腔的主体，主体连接一带传动装置的带减速器的电机，电机设置有带电池的控制盒，控制盒无线连接一带有缩小键与放大键的遥控器，传动装置有齿轮、螺杆与螺母、蜗轮与蜗杆等多种结构，可以在现有的猎枪器械或其它枪械武器中方便地直接配套安装，也可以在枪械中改装配置合成，使用与操作简单、方便，但是该调节装置也是通过硬件之间的配合来实现瞄准目的，无法实现倍率的自动调节，现有技术中也没有有关瞄准器的自动倍率调节的报导。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明提出一种电子瞄准器的自动倍率调整方法，将瞄准的物体影像显示在屏幕上，控制装置确定物体影像占据像素的个数或屏幕的面积，若低于预定阈值或高于预定阈值，则控制装置自动调节倍率使得物体影像始终显示为相对于屏幕合适的尺寸。
本发明的目的是这样实现的：该电子瞄准器包括镜头、影像传感器、显示装置、测距装置、风速/风向传感器、无线/有线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在该远程控制中心或使用者的可穿戴智能设备上，该数据处理装置包括图像采集部分、控制装置和输出部分，自动倍率调整方法步骤如下：
S1.电子瞄准器开机初始化；
S2.使用者使用镜头捕捉被瞄准目标物体的光学影像，并将该光学影像传输至影像传感器，影像传感器将该光学影像通过无线/有线通讯装置传输至该数据处理装置中的图像采集部分，
S3.该图像采集部分提取该光学影像的特征字符图像，并将上述特征字符图像送至控制单元，该控制单元对该特征字符图像进行滤波；
S4.控制单元对滤波后的图像进行边缘检测，获得二值化图像；
S5.控制单元计算二值化后的图像的像素的灰度值，并与预先在存储器中设置灰度阈值进行比较，判断该像素的灰度值是否低于或高于该预先设定的灰度阈值，若是，进入步骤S6,否则进入步骤S7；
S6.该物体影像不能在显示装置的屏幕上显示，控制单元输出倍率调节参数给显示装置，控制显示装置将物体影像显示在其屏幕上，
S7. 控制单元无需动作,该物体影像在显示装置的屏幕上显示；
S8.结束。
作为本发明的进一步改进，其中数据处理装置中的控制单元还可以采用具有高速运算能力的芯片如DSP或ARM芯片来实现；
作为本发明的进一步改进，步骤S3中的滤波方法为高斯滤波、中值滤波或极值滤波，实现对图像的去噪化处理。
作为本发明的进一步改进，数据处理装置中存储器预先设置的灰度阈值为120-160，优选为120，130，150。
作为本发明的进一步改进，影像传感器为CCD或CMOS图像传感器；
作为本发明的进一步改进，其中无线/有线通讯装置的有线通讯装置为USB通讯或串口通讯，无线通讯装置为无线局域网、蓝牙适配器或红外适配器，无线通讯装置采用的无线协议或标准为IEEE802.11协议,蓝牙技术、HiperLAN标准、IrDA技术或Wi-Fi技术；
作为本发明的进一步改进，电源选择可充电的锂电池或镍氢电池为整个装置供电；
本发明的有益效果：该电子瞄准器利用设置在远程指挥中心或使用者所佩戴的智能上的数据处理装置，将镜头捕捉的影像数据进行相应的去噪、滤波、边缘检测和二值化等一系列数学处理后，控制单元对图像能否正常显示在显示装置上进行判断，从而输出倍率调整参数控制被瞄准目标物体的影像显示在显示装置的屏幕上，这种设计方法省略了对该电子瞄准器的硬件结构设计布置，从而无需像现有技术那样在瞄准装置中构造光学系统、电机、减速器等机械传动机构就可以实现自动瞄准的目的，不仅大大减轻了武器枪支的重量，使枪支携带轻松、方便，实现了武器装备的轻型化，并同时提高了瞄准的精确度和可靠性，提高了射击的准确度。
附图说明
图1为该电子瞄准器的结构示意图；
图2为该自动倍率调整方法的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅限于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
附图1如示，该电子瞄准器包括镜头、影像传感器、显示装置、测距装置、风速/风向传感器、无线/有线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在该远程控制中心或使用者的可穿戴智能设备上，该数据处理装置包括图像采集部分、控制装置和输出部分，自动倍率调整方法步骤如下：
S1.电子瞄准器开机初始化；
S2.使用者使用镜头捕捉被瞄准目标物体的光学影像，并将该光学影像传输至影像传感器，影像传感器将该光学影像通过无线/有线通讯装置传输至该数据处理装置中的图像采集部分，
S3.该图像采集部分提取该光学影像的特征字符图像，并将上述特征字符图像送至控制单元，该控制单元对该特征字符图像进行滤波；
由于光照或器件本身的缺陷，在利用镜头捕捉被瞄准目标物体时，射击现场环境的噪声，电子瞄准器内部产生的噪声、光电噪声、电磁信号的干扰，光照强度的变化，镜头本身固有的缺陷等，对获取的待处理的图像产生噪声影响，有必要采用滤波技术将噪声去除，现有的滤波技术有高斯滤波、中值滤波、极值滤波等，高斯滤波是一种平滑线性滤波，其对整幅图像进行加权平均，每一个像素点的值，都由其本身和邻域内的其他像素值通过加权平均后得到，其具体的操作为用一个模板扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值来代替模板中心像素点的值，其通过采用离散化窗口滑窗卷积或傅立叶变换来实现；而中值滤波和极值相类似，是一种非线性平滑技术，将某一点的像素灰度值设置为该点的邻域窗口内的所有像素点的灰度值的中值或极大/极小值,具体操作过程为将图像中或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值或极大值代替，让周围的像素值接近真实值，从而消除孤立的噪声点，考虑到数据处理的复杂程度，本发明的实施例采用具有线性平滑特征的高斯滤波器对图像进行去噪处理，去除噪声对后续图像处理的影响。
S4.控制单元对滤波后的图像进行边缘检测，获得二值化图像；
在图像中以梯度幅值表征的许多点并不都是边缘点，需要采用一些检测方法来确定或辨别这些点是否为边缘点，因此，需要采用边缘检测技术来实现。
关于图像的边缘检测技术方法有多种，比较常见的有差分边缘检测、canny算子法、图像边缘检测、sobel边缘检测，其中的sobel边缘检测能够有效地抑制噪声，因此，本发明的实施例选用sobel边缘检测来实现，具体的操作过程为：将其模板大小设置为3X3,将方向差分运算和局部加权平均来提取边缘值，设置水平和垂直两个卷积算子将图像中的每个像素点与上述两个卷积算子进行卷积运算，将运算后得到的梯度幅值与事先设定的梯度幅值阈值进行比较，从而判断该像素点是否为边缘点或非边缘点，从而得到二值化图像的边缘图像集合，
S5.控制单元计算二值化后的图像的像素的灰度值，并与预先在存储器中设置灰度阈值进行比较，判断该像素的灰度值是否低于或高于该预先设定的灰度阈值，若是，进入步骤S6,否则进入步骤S7；
S6.该物体影像不能在显示装置的屏幕上显示，控制单元输出倍率调节参数给显示装置，控制显示装置将物体影像显示在其屏幕上，
S7. 控制单元无需动作,该物体影像在显示装置的屏幕上显示；
S8.结束。
该电子瞄准器的测距装置选择现有的激光、超声波或红外芯片来实现。
该电子瞄准器包括风速/风向传感器、用于检测现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过无线通讯装置传输到数据处理装置，数据处理装置将测距装置和风速/风向传感器测量的数据作为射击现场的环境数据，对图像传感器获得的电子信号数据进行补偿，必要时控制单元将这些环境数据也进行同样的数据处理，从而实现自动倍率调整的目的。
该电子瞄准器的影像传感器为CCD或CMOS图像传感器；
其中数据处理装置中的控制单元采用具有高速运算能力的芯片如DSP或ARM芯片来实现。
其中的无线/有线通讯装置的有线通讯装置为USB通讯或串口通讯，无线通讯装置为无线局域网、蓝牙适配器或红外适配器，无线通讯装置采用的无线协议或标准为IEEE802.11协议,蓝牙技术、HiperLAN标准、IrDA技术或Wi-Fi技术；
为了对数据进行存储，该数据处理装置还包括存储器，与控制单元连接，存储将要处理或已经处理过的信息，该存储器可以选择随机存取存储器RAM或静态存储器SDRAM；
其中，步骤S3中也可以采用中值滤波或极值滤波对图像进行去噪处理。
其中，数据处理装置中的存储器中预先设置的灰度阈值为120-160，优选为120，130，150。
该电子瞄准器的电源选择可充电的锂电池或镍氢电池为整个装置供电。
Claims (9)
1.一种电子瞄准器的自动倍率调整方法，其特征在于：电子瞄准器包括镜头、影像传感器、显示装置、测距装置、风速/风向传感器、无线通讯装置、数据处理装置和电源，其中显示装置和数据处理装置设置在该远程控制中心或使用者的可穿戴智能设备上，该数据处理装置包括图像采集部分、控制单元和输出部分，所述自动倍率调整方法是根据图像的灰度值来自动调节瞄准器的倍率。
2.根据权利要求1所述的自动倍率调整方法，其特征在于，所述步骤如下：
S1.电子瞄准器开机初始化；
S2.使用者使用镜头捕捉被瞄准目标物体的光学影响，并将该光学影像传输至影像传感器，影像传感器将该光学影像通过无线通讯装置传输至该数据处理装置中的图像采集部分，
S3.该画面采集部分提取该光学影像的特征字符图像，并将上述特征字符图像送至控制单元，该控制单元对该特征字符图像进行滤波；
S4.控制单元对滤波后的图像进行边缘检测，获得二值化图像；
S5.控制单元计算二值化后的图像的像素的灰度值，并与预先在存储器中设置灰度阈值进行比较，判断该像素的灰度值是否低于或高于该预先设定的灰度阈值，若是，进入步骤S6,否则进入步骤S7；
S6.该物体影像不能在显示装置的屏幕上显示，控制单元输出倍率调节参数给显示装置，控制显示装置将物体影像显示在其屏幕上，
S7. 控制单元无需动作,该物体影像在显示装置的屏幕上显示；
S8.结束。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该控制单元采用具有运算能力的芯片DSP或ARM芯片来实现。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中的滤波方法为高斯滤波、中值滤波或极值滤波，实现对图像的去噪化处理。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：该数据处理装置中存储器预先设置的灰度阈值为120-160，优选为120，130或150。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：其中影像传感器为CCD或CMOS图像传感器。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述测距装置为激光、超声波或红外芯片。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该无线通讯装置为无线局域网、蓝牙适配器或红外适配器，无线通讯装置采用的无线协议或标准为IEEE802.11协议,蓝牙技术、HiperLAN标准、IrDA技术或Wi-Fi技术。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该电源选择可充电的锂电池或镍氢电池为整个装置供电。
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Denomination of invention: An automatic magnifying ratio adjusting method for an electronic sight Effective date of registration: 20200326 Granted publication date: 20180918 Pledgee: Guizhou Province Industry and State-owned Enterprises Green Development Fund Co.,Ltd. Pledgor: GUIZHOU JINGHAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980001036 |
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Denomination of invention: Automatic magnification adjustment method of electronic sight Effective date of registration: 20210831 Granted publication date: 20180918 Pledgee: Guizhou Industrial Investment Development Co.,Ltd. Pledgor: GUIZHOU JINGHAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021520000012 |
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