CN106032969B - 信息中心远程监控电子瞄准器及其认证方法 - Google Patents

Abstract

信息中心远程监控电子瞄准器及其认证方法，包括现场和远程指挥中心两部分，其中现场部分包括一组镜头、影像传感器、生物特征信息采集装置、风速传感器、显示装置、终端通讯装置和电源，远程指挥中心部分包括数据处理装置及远程通讯装置，其中数据处理装置包括控制单元、对比运算单元和存储器，这样使得现场与远程控制相分离，便于数据的传输和器件设备的维护检修，另外，本发明采用生物特征识别技术，这些生物特征是使用者本人所具有的唯一的，利用这些生物特征无法被复制、遗忘、无需记忆、随取随用、难以破译和伪造的优点，通过对使用者的身份进行认证，提高了对武器枪支使用的安全性。

Description

信息中心远程监控电子瞄准器及其认证方法

技术领域

本发明涉及一种电子瞄准器，尤其是一种信息中心远程监控电子瞄准器对使用者的身份进行认证的方法。

背景技术

在常规的进攻性武器如枪支、火箭筒在打击有效目标时，人们为了提高射击的准确度和精度，通常使用各种仪器和设备来帮助使用者瞄准目标，现有技术中这些仪器和设备被称为瞄准系统，并且被安装在枪支上或火箭筒上，来帮助使用者快速准确地瞄准目标，这些瞄准系统通常采用瞄准镜或瞄准器，如申请人之前的申请CN201010511597.8中提到的，其处理器安装在现场，即与镜头、影像传感器、存放各种程序和数据的存储器、触摸显示屏、测速模块等组装在一起安装在枪支上，图像传感器将镜头采集到的光学影像转换成电子信号后传送到处理器，另外使用者使用瞄准器瞄准目标，测距模块测量的测量目标和瞄准器之间的距离并把数据传送给处理器，处理器结合不断更新的风速传感器送来的风速的数据，结合预存的使用者选择的子弹的弹道数据，处理器自动计算某一特定的环境下，某个距离将会产生的弹着点位置，并控制显示屏显示的弹着点位置自动叠加划分，实现全自动瞄准，这种电子瞄准器中的处理器需要处理大量的现场数据，现场采集装置和处理装置集成一起，因此使得电子瞄准器具有较大的体积，较重的重量，在进行射击或携带搬运时很不方便，而且在瞄准器出现故障时，由于器件的集成度较高，而且瞄准镜或瞄准器整体安装在枪支或火箭筒上，变得难于检修；

另外，上述瞄准镜或瞄准器不能识别使用者的身份，不能判断他们是否为合法使用，从而无法进行有效的枪支器械管理或监管，容易造成武装器械的滥用，而且每把枪支经常由不固定的人来使用，无法做到专人专用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种信息中心远程监控电子瞄准器，包括现场和远程指挥中心两部分，其中现场部分包括一组镜头、影像传感器、生物特征信息采集装置、风速传感器、显示装置、终端通讯装置和电源，远程指挥中心部分包括数据处理装置及远程通讯装置，其中数据处理装置包括控制单元、对比运算单元和存储器。作为本发明的进一步改进，生物特征信息采集装置为摄像头、扫描仪等；

作为本发明的进一步改进，其中的终端通讯装置及远程通讯装置均为无线通讯装置，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，该信息中心远程监控电子瞄准器的现场部分还包括测距装置、用于测量被瞄准目标和该电子瞄准器之间的距离，并且把测量到的数据通过通讯装置传输到远程指挥中心的数据处理装置；

作为本发明的进一步改进，该信息中心远程监控电子瞄准器的现场部分还包括风速传感器、用于检测现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过通讯装置传输到远程指挥中心的数据处理装置。

本发明提出一种使用信息中心远程监控电子瞄准器对使用者的身份进行认证的方法，包括以下步骤：

(1).电子瞄准器开机初始化；

(2).使用者使用镜头捕捉被瞄准目标的光学影像；

(3).生物特征信息采集装置在使用者使用镜头捕捉瞄准目标的同时或之前采集使用者的生物特征信息；

(4).控制单元对采集到的生物特征信息进行提取按照一定的规则制成数字编码；

(5).比对运算，即将步骤4中的数字编码与存储在存储器中的数字编码采用比对算法进行比对；

(6).匹配判断，如果匹配，则使用者身份通过验证，该使用者合法，数据处理装置将处理后的信号传送给显示屏显示，否则，否则无法通过身份验证，为非法使用，数据处理装置拒绝向显示屏提供显示信息；

(7).结束。

作为本发明的进一步改进，其中，步骤(3)中的所述使用者的生物特征信息为：手形、掌纹、脸形、虹膜、视网膜、脉博、耳廓、签字、声音等或者是上述几种生物特征信息的融合；

作为本发明的进一步改进，步骤(4)中生物特征数据转换成数字编码的规则为，像素灰度编码、二进制编码或特征优化编码；

作为本发明的进一步改进，步骤(5)中对比单元采用的对比算法为完全相等、局部或部分相似或极限值相似法；

作为本发明的进一步改进，步骤(5)中存储器中的数字编码是预先存储的合法使用者的生物特征数字编码。

因此，本发明的电子瞄准器采用远程指挥中心，数据处理装置放置在该远程指挥中心，通过通讯装置来与现场的镜头、图像传感器、测距装置和风速传感器进行数据的传递或处理，这样使得现场与远程控制相分离，便于数据的传输和器件设备的维护检修，另外，本发明采用生物特征识别技术，这些生物特征是使用者本人所具有的唯一的、能够测量、自动识别和验证、并且由于自身的状况这些生物特征终身不变具有遗传性等特点，利用这些生物特征无法被复制、遗忘、无需记忆、随取随用、难以破译和伪造的优点，提高了对枪支使用的安全性。即使该枪支器械被不法分子盗窃或不慎丢失，由于采用了本发明的生物识别技术的电子瞄准器，拥有者也无法使用，从而提高了枪支器械使用的安全性，社会治安也得到了保障。

附图说明

图1为该电子瞄准器的结构示意图；

图2为认证方法的流程图。

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。

如图1所示，信息中心远程监控电子瞄准器，包括现场和远程指挥中心两部分，其中现场部分包括一组镜头、影像传感器、生物特征信息采集装置、风速传感器、显示装置、终端通讯装置和电源，远程指挥中心部分包括数据处理装置及远程通讯装置，其中数据处理装置包括控制单元、对比运算单元和存储器，使用者使用镜头捕捉被瞄准目标的光学影像，影像传感器将所述镜头捕捉到的光学影像转换成电子信号，通过终端通讯装置及远程通讯装置将该电子信号传送到数据处理装置，所述数据处理装置接收所述电子信号并进行处理；生物特征信息采集装置在使用者使用镜头捕捉瞄准目标的同时或之前采集使用者的生物特征信息，并将这些生物特征信息通过通讯装置到远程指挥中心的数据处理装置，数据处理装置接收到上述生物特征信息后，提取上述生物特征数据并按一定的规则将其转换成数字编码，然后将这些数字编码传送至对比运算单元，对比运算单元将这些数字编码与预先存储在存储器中的数字编码采用一些算法进行比对运算，如果二者匹配，则表明生物特征信息采集装置采集的使用者的生物特征与存储器中事先存储的相匹配，该使用者合法，其身份通过验证，数据处理装置将处理后的信号通过通讯装置传送给现场部分的显示屏显示，使用者可以使用该枪支，否则无法通过身份验证，为非法使用，数据处理装置拒绝向显示屏提供显示信息。

其中的终端通讯装置及远程通讯装置采用无线通讯装置，无线通讯装置则为无线局域网、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，保证数据的传送；

该信息中心远程监控电子瞄准器的现场部分还包括测距装置、用于测量被瞄准目标和该电子瞄准器之间的距离，并且把测量到的数据通过通讯装置传输到远程指挥中心的数据处理装置；

该信息中心远程监控电子瞄准器的现场部分还包括风速传感器、用于检测现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过通讯装置传输到远程指挥中心的数据处理装置。

如图2所示，使用信息中心远程监控电子瞄准器对使用者的身份进行认证的方法，具体为以下步骤：

(1).电子瞄准器开机初始化；

(2).使用者使用镜头捕捉被瞄准目标的光学影像；

(3).生物特征信息采集装置在使用者使用镜头捕捉瞄准目标的同时或之前采集使用者的生物特征信息；

(4).控制单元对采集到的生物特征信息进行提取按照一定的规则制成数字编码；

(5).比对运算，即将步骤(4)中的数字编码与存储在存储器中的数字编码采用比对算法进行比对；

(6).匹配判断，如果匹配，则使用者身份通过验证，该使用者合法，数据处理装置将处理后的信号传送给显示屏显示，否则，否则无法通过身份验证，为非法使用，数据处理装置拒绝向显示屏提供显示信息；

(7).结束。

其中步骤(3)中的生物特征识别技术主要是指通过采集人类自身的生物特征进行身份认证的一种技术，这些生物特征通常具有唯一的、可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点。随着社会和科技的发展，计算机和网络技术日益结合紧密，信息安全变得越来越重要，而身份识别技术关系到社会的各个方面，而在枪支的管理中尤其是对电子瞄准器的使用者的身份识别认证也尤为重要，生物识别技术的核心是利用传感器等电子器件获取这些生物特征，并将之转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的算法来完成验证与识别个人身份的过程。

其中使用者的生物特征信息为：手形、掌纹、脸形、虹膜、视网膜、脉博、耳廓、签字、声音等或者是上述几种生物特征信息的融合；而手形、掌纹、脸形、虹膜、视网膜、脉博、耳廓一般为使用者的生理特征信息，签字、声音、步态为使用者的行为特征信息；

其中，手形、掌纹、脸形、虹膜、视网膜、脉博、耳廓、具有各自独特的生物图像结构，通过摄像头、扫描仪等，摄像头等在红外光源、普通光源或超声波下，能够采集使用者的上述生理图像信息，并通过无线通讯装置将其传送到远程指挥中心的数据处理装置中的控制单元中，控制单元将这些生理图像信息按照一定的规则转换成数字编码；签字是根据使用者写字的速度、笔划顺序或对笔尖的压力等信息进行采集，声音是使用者的说话的音量、音质和音速等特征来进行信息的提取；

其中步骤(4)中的生物特征数据转换成数字编码的规则采用像素灰度编码、二进制编码或特征优化编码，其中像素灰度编码为将生物特征信息，其中像素灰度编码具体规则为；事先假定生物图像由像素组成，并且每个像素具有一定级别的灰度，比如设为N级，像素有A行B列，即A×B个像素，则该生物图像可以分成L×(A×B)^N个对象，其中L取决于像素的顺序排列，如按自然顺序排序，则L＝1；采用这种编码规则理论上容纳的人数为(N)^A×B个，可以根据实际中存储器的容量大小、控制单元的运算速度等硬件设备的性质来增减像素和灰度等级；

二进制编码具体规则为将图像的像素设置为一个二进制序列，设置其灰度只有2级，1表示亮，2表示暗，图像共有A×B个像素，因此，该规则理论上可容纳的人数为(2)^A×B个；

优化编码具体规则为将生物特征中的图像像素，忽略其中相似度大的特征，选取其中具有特殊的具有代表性特征的几个小区域图像进行编码，从而来减少像素数。

其中步骤(5)中采用的比对算法为完全相等、局部或部分相似或极限值相似法，其中完全相等算法要求所有的编码完全匹配，即比对单元将生物特征信息按照一定的规定转换后的数字编码与存储器中事先存储的数字编码每一位数据都相等，如果有一位不相等，则无法完成匹配，使用者的身份无法通过验证；

局部或部分相似法则是取对比单元将生物特征信息按照一定的规定转换后的数字编码与存储器中事先存储的数字编码中的其中几段数据，设置一个段数阈值，如果这几段的数据完全相同或相似并且段数大于该阈值，则表明二者匹配，通过身份验证，如果小于或等于该段数阈值，则表明二者不匹配，使用者的身份无法通过验证；

极限值相似法为取对比单元将生物特征信息按照一定的规定转换后的数字编码与存储器中事先存储的数字编码，将这两种数字编码按照一定的逻辑运算进行计算，其中的逻辑运算为与、或、异或或同或，运算后的阵列中统计不等于O或者不等于1的元素有多少个，并设置个数阈值，如果不等于0或1的个数大于该个数阈值，则二者不匹配，使用者不能通过身份验证，反之，当不等于0或1的个数小于或等于该个数阈值时，则二者相匹配，使用者通过身份验证。

Claims (9)

1.一种信息中心远程监控电子瞄准器，其特征在于 ：包括现场和远程指挥中心两部分，其中现场部分包括一组镜头、影像传感器、生物特征信息采集装置、风速传感器、显示装置、终端通讯装置和电源，远程指挥中心部分包括数据处理装置及远程通讯装置，其中数据处理装置包括控制单元、对比运算单元和存储器；

所述生物特征信息采集装置在使用者使用镜头采集图像的同时或之前采集使用者的生物特征信息；

所述数据处理装置通过将使用者的生物特征信息与预存的信息进行比对并根据比对结果控制是否向显示屏显示镜头所采集的图像；

所述控制单元对采集到的生物特征信息进行提取按照一定的规则制成数字编码；

其中生物特征信息转换成数字编码的规则采用像素灰度编码、二进制编码或特征优化编码；其中像素灰度编码具体规则为；事先假定生物图像由像素组成，并且每个像素具有一定级别的灰度，设为 N 级，像素有 A 行 B 列，即 A×B 个像素，则该生物图像可以分成 L×(A×B)^N个对象，其中 L 取决于像素的顺序排列 ； 所述二进制编码具体规则为将生物图像的像素设置为一个二进制序列，设置其灰度只有 2级，1 表示亮，2 表示暗，图像共有A×B 个像素； 所述优化编码具体规则为将生物特征中的图像像素，忽略其中相似度大的特征，选取其中具有特殊的具有代表性特征的几个小区域图像进行编码，从而来减少像素数 。

2.根据权利要求 1 所述的电子瞄准器，其特征在于 ：生物特征信息采集装置为摄像头或扫描仪。

3.根据权利要求 1 所述的电子瞄准器，其特征在于 ：所述终端通讯装置及远程通讯装置为无线通讯装置，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。

4.根据权利要求 1 所述的电子瞄准器，其特征在于 ：该电子瞄准器的现场部分还包括测距装置、用于测量被瞄准目标和该电子瞄准器之间的距离，并且把测量到的数据通过终端通讯装置和远程通讯装置传输到远程指挥中心的数据处理装置。

5.根据权利要求 2 所述的电子瞄准器，其特征在于 ：该电子瞄准器的现场部分还包括风速传感器、用于检测现场的风速和风向，并且把检测到的数据通过终端通讯装置及远程通讯装置传输到远程指挥中心的数据处理装置。

6.采用权利要求 1-5 任一项所述的电子瞄准器对使用者的身份进行认证的方法，包括以下步骤 ： (1). 电子瞄准器开机初始化 ； (2). 使用者使用镜头捕捉被瞄准目标的光学影像 ； 生物特征信息采集装置在使用者使用镜头捕捉瞄准目标的同时或之前采集使用者的生物特征信息 ； (4). 控制单元对采集到的生物特征信息进行提取按照一定的规则制成数字编码 ； (5). 比对运算，即将步骤 (4）中的数字编码与存储在存储器中的数字编码采用比对算法进行比对 ； (6). 匹配判断，如果匹配，则使用者身份通过验证，该使用者合法，数据处理装置将处理后的信号传送给显示屏显示，否则，否则无法通过身份验证，为非法使用，数据处理装置拒绝向显示屏提供显示信息 ； (7). 结束；

其中步骤 (4) 中的生物特征信息转换成数字编码的规则采用像素灰度编码、二进制编码或特征优化编码；

所述像素灰度编码具体规则为 ；事先假定生物图像由像素组成，并且每个像素具有一定级别的灰度，设为 N 级，像素有 A 行 B 列，即 A×B 个像素，则该生物图像分成 L×(A×B)^N个对象，其中 L 取决于像素的顺序排列；

所述二进制编码具体规则为将生物图像的像素设置为一个二进制序列，设置其灰度只有 2 级，1 表示亮，2 表示暗； 所述特征优化编码具体规则为将生物特征中的图像像素，忽略其中相似度大的特征，选取 其中具有特殊的具有代表性特征的几个小区域图像进行编码，从而来减少像素数 。

7.根据权利要求 6 所述的方法，其特征在于 ：步骤（3）中的所述生物特征信息为 ：手形、掌纹、脸形、虹膜、视网膜、脉博、耳廓、签字、声音或者是上述几种生物特征信息的融合。

8.根据权利要求 6 所述的方法，其特征在于 ：步骤（5）中的所述比对算法为完全相等、局部或部分相似或极限值相似法。

9.根据权利要求 6 所述的方法，其特征在于 ：步骤（5）中的存储器中的数字编码是预先存储的合法使用者的生物特征数字编码。