CN106288966A - 一种智能报靶系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能报靶系统，包括报靶装置、靶标和射击训练管理装置，报靶装置可以识别弹着点位置并完成报靶，报靶装置包括光学镜头，图像传感器，图像采集和处理单元和通信模块，图像采集和处理单元分别与图像传感器和通信模块连接，靶标包括靶面，其特征在于，光学镜头与靶标的水平距离小于50cm，光学镜头的中心与靶面中心的垂直距离大于100cm。本发明提供的报靶系统，采用可纠正较小拍摄角度图像畸变的光学镜头，可在近距离完成靶面图像采集和弹着点识别，解决了现有技术中报靶效率低和机动性差无法完成各类战术动作的不足。

Description

一种智能报靶系统

技术领域

本发明涉及一种智能报靶系统。

背景技术

在军事训练中，实弹射击是最基本的训练项目，在射击过程中，射手对目标射击的精确命中程度能够反映射手度对武器操控能力的水平。在传统的射击训练的报靶方式有以下几种：人工报靶、双层电极短路采样系统、声电定位自动报靶系统、光电电子靶系统。

人工报靶：通过由一些已经掌握判靶规则的且具有相当判靶经验的人员来完成报靶工作。在报靶过程中，报靶人员或者隐蔽与物理靶下方进行近距离观测，或者是使用望远镜进行远距离观测，或者通过观察摄像及传送过来的靶画面来确定和统计射手成绩。人工报靶，报靶效率低而且容易发生枪支走火，造成人员伤亡。

双层电极短路采样系统：在靶体生产过程中，利用特殊的工艺，将一个由电极组成的二维网格埋入靶体的夹层里面。子弹击穿靶体时会引起相应位置电极间电阻的变化，从而判断弹着点位置。此种报靶系统由于靶子是一次性的，成本较高。

声电定位自动报靶系统：通过测量超声速飞行子弹的脱体激波，或者它在特定条件下诱发的压力，实现子弹的位子定位，也可以通过测量重量级弹头触地或爆炸形成的爆炸波实现弹头落点定位。

光电传感方式：在靶体的四周以垂直方向和水平方向对应安装两套高灵敏度的光电收发装置(如发光二极管和感光二极管)。这两组排列密集的发光器件所发出的光线将靶划分为矩阵式的网格状，子弹着靶瞬间，会在垂直和水平方向切断至少两根的光线，光线的明暗变化又使感光器件的电气参数发生变化，从而可确定子弹的位置。但是此光电传感方式的成本高、枪弹容易对光电传感器装置造成物理损害。

发明内容

本发明提供一种智能报靶系统，以解决现有技术的不足。

本发明的上述技术目的是采用如下技术方案予以实现：

一种报靶装置，其可识别靶标自动报靶，所述报靶系统包括：光学镜头，图像传感器，图像采集与处理单元和通信模块，所述图像采集与处理单元分别与图像传感器和通信模块连接，所述靶标包括靶面，所述光学镜头与所述靶标的水平距离小于50cm，所述光学镜头的中心与所述靶纸中心的垂直距离大于100cm。

所述图像传感器的视角与所述光学镜头的成像范围与满足关系式： <30%，其中α为视角，2θ为成像范围，所述成像范围是指所述光学镜头能够撷取的影像角度，所述视角是指所述图像传感器能够接受的影像角度。

所述光学镜头的成像范围大于150°，畸变率小于10%。

所述报靶装置还包括振动传感器，所述振动传感器能检测子弹击中靶面时的振动。

一种智能报靶系统，包括报靶装置、靶标和射击训练管理装置，所述报靶装置可以识别弹着点位置并完成报靶，所述报靶装置包括光学镜头，图像传感器，图像采集和处理单元和通信模块，所述图像采集和处理单元分别与图像传感器和通信模块连接，所述靶标包括靶面，所述光学镜头与所述靶标的水平距离小于50cm，所述光学镜头的中心与所述靶纸中心的垂直距离大于100cm。

所述图像传感器的视角与所述光学镜头的成像范围与满足关系式：<30%，其中α为视角，2θ为成像范围，所述成像范围是指所述光学镜头能够撷取的影像角度，所述视角是指所述图像传感器能够接受的影像角度。

所述光学镜头成像范围大于150°，畸变率小于10％。

上述报靶装置可安装在所述靶标上。

一种报靶方法，其包括上述任一所述的报靶装置，所述报靶方法包括以下步骤：

S1 开启报靶系统，完成系统参数加载；

S2 选择靶纸类型和训练类别；

S3 靶面数据初始化；

S4 检测有无射击命令；

S5 弹着点识别，并将识别结果发送至射击训练管理装置；

S6 收到射击停止信号，进入待机。

所述步骤S5中的弹着点识别时间小于100ms。

本发明提供一种报靶系统，采用可纠正较小拍摄角度图像畸变的光学镜头，近距离完成靶面图像采集和弹着点识别，解决了现有技术中报靶效率低和机动性差无法完成各类战术动作的不足。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的智能报靶系统的结构示意图。

图2是本发明提供的智能报靶系统的功能模块图。

图3是本发明提供的智能报靶系统的光学镜头的光路图。

图4是本发明提供的光学镜头与靶标的位置关系图。

图5是本发明提供的智能报靶系统的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供的智能报靶系统100包括报靶装置10，靶标40和射击训练管理装置。

其中报靶装置10包括超广角光学镜头11，图像传感器12，图像采集和处理单元13，振动传感器14，显示屏15，存储器和通信模块。

图像采集和处理单元13分别与图像传感器12、振动传感器14、显示屏15、存储器和通信模块连接。

在靶标40下方放置报靶装置10，利用超广角无畸变光学镜头11，可校正由于小的拍摄角度而造成的靶面图像畸变。图像采集和处理单元13采集经过光学镜头11校正后的靶面图像，并经过相关处理识别出弹着点坐标信息。

射击训练管理装置包括射击训练中心服务器22、成绩管理单元23和射击成绩显示终端24，射击训练管理装置用于接收报靶系统传送过来的弹着点坐标数据和靶面图像数据，进行射击训练的成绩统计与显示。射击训练管理装置还负责将每次射击成绩发送到射手成绩显示终端24。

射击训练管理装置还能显示报靶装置的当前状态，包括电量、系统运行情况等。

射击训练管理装置能够对报靶装置10进行远程设置，包括靶纸类型设定、射击训练类别设定、靶号设定等。

报靶装置10还设置有红外照明20，可满足夜间训练的自动报靶需求。

报靶装置10设置的振动传感器14，当子弹着靶时，可探测到靶面的振动，辅助系统完成报靶。

报靶装置10设有LCD显示屏15，用于安装报靶系统时，检查成像视野是否覆盖整个靶面。

报靶装置10设有内置电池19供电和外置适配器供电两种方式，内置电池19供电可满足在野外训练无法供电的应用需求。

报靶装置10设有有线和无线两种数据传输方式，有线方式可用于固定靶场；在野外训练时，可使用无线传输方式。

报靶装置10可以安装在靶标40上，也可以不与靶标40安装在一起。靶标40可以是全身靶，半身靶、胸环靶和移动靶等。

光学镜头11与靶面的拍摄角度。优选地，光学镜头11为广角镜头，通过多个透镜减少图像畸变，但是也可以为一般地镜头，通过图像处理来处理畸变还原图像。

如图3所示，光学镜头11由多个透镜组成，其成像的角度大于150度，畸变率小于10%。

如图4所示，L1为光学镜头中心与靶标之间的水平距离，H为光学镜头中心与靶面中心之间的垂直距离，L2为光学镜头中心与靶面中心之间的连线，θ为光学镜头的一半成像范围，也即光学镜头的成像范围为2θ，β为L2与H的夹角。其中：L1＜50cm，H＞100cm，2θ＞150°，β＜25°。成像范围指镜头可以撷取的影像角度。

如上面所述，光学镜头的成像范围大于150°，但是由于报靶只有靶面上的图像，所以图像传感器仅需要采集靶面的图像，也就是只需要较小的传感器来采集图像。图4中的α为视角，视角为传感器能够接受影像的角度范围，图像传感器的大小为d，成像的有效焦距为f，它们之间满足以下关系式：

α=2。

成像范围与视角的关系满足<30%。

如上所说因为视角小，镜头与靶面的距离也比较大，这样报靶装置在实际使用中被脱靶击中的概率也就越低。当然，考虑有被击中的可能，报靶装置还可以设置有防弹外壳。

图5为智能报靶系统的流程图，其包括以下步骤：

S1开启报靶系统，系统完成系统参数的加载。

S2用户可根据实际选择当前射击的靶纸类型（胸环靶、半身靶等）、训练类别（手枪、步枪等）。

S3系统进行靶面数据初始化，提取靶面的靶环、靶环等，作为图像的背景，用于弹着点坐标的识别。

S4在射击开始前，服务器上的射击训练管理装置会为每个报靶终端发送一个指令，报靶终端收到开始射击信号后，检测有无射击信号，有就进入到S5，无则返回步骤S4重新检测是否有射击信号。

S5开始进行弹着点识别工作，并将检测到的弹着点坐标位置发送至服务器上的射击训练管理装置。其中单次弹着点识别的时间小于100ms。

S6射击训练管理装置发送停止射击训练信号好，报靶系统进入待机模式，节省功耗。

本发明提供一种报靶系统，采用可纠正较小拍摄角度图像畸变的光学镜头，近距离完成靶面图像采集和弹着点识别，解决了现有技术中报靶效率低和机动性差无法完成各类战术动作的不足。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种报靶装置，其可识别靶标自动报靶，所述报靶系统包括：光学镜头，图像传感器，图像采集与处理单元和通信模块，所述图像采集与处理单元分别与图像传感器和通信模块连接，所述靶标包括靶面，其特征在于，所述光学镜头与所述靶标的水平距离小于50cm，所述光学镜头的中心与所述靶面中心的垂直距离大于100cm。

2.根据权利要求1所述的报靶装置，其特征在于，所述图像传感器的视角与所述光学镜头的成像范围与满足关系式： <30%，其中α为视角，2θ为成像范围，所述成像范围是指所述光学镜头能够撷取的影像角度，所述视角是指所述图像传感器能够接受的影像角度。

3.根据权利要求1所述的报靶装置，其特征在于，所述光学镜头的成像范围大于150°，畸变率小于10%。

4.根据权利要求2或3所述的报靶装置，其特征在于，所述报靶装置还包括振动传感器，所述振动传感器能检测子弹击中靶面时的振动。

5.一种智能报靶系统，包括报靶装置、靶标和射击训练管理装置，所述报靶装置可以识别弹着点位置并完成报靶，所述报靶装置包括光学镜头，图像传感器，图像采集和处理单元和通信模块，所述图像采集和处理单元分别与图像传感器和通信模块连接，所述靶标包括靶面，其特征在于，所述光学镜头与所述靶标的水平距离小于50cm，所述光学镜头的中心与所述靶面中心的垂直距离大于100cm。

6.根据权利要求5所述的智能报靶系统，其特征在于，所述图像传感器的视角与所述光学镜头的成像范围与满足关系式：<30%，其中α为视角，2θ为成像范围，所述成像范围是指所述光学镜头能够撷取的影像角度，所述视角是指所述图像传感器能够接受的影像角度。

7.根据权利要求5所述的智能报靶系统，其特征在于，所述光学镜头成像范围大于150°，畸变率小于10％。

8.根据权利要求6或7所述的智能报靶系统，其特征在于，所述报靶装置可安装在所述靶标上。

9. 一种报靶方法，其包括权利要求1至8任一所述的报靶装置，其特征在于，所述报靶方法包括以下步骤：

S1 开启报靶系统，完成系统参数加载；

S2 选择靶纸类型和训练类别；

S3 靶面数据初始化；

S4 检测有无射击命令；

S5 弹着点识别，并将识别结果发送至射击训练管理装置；

S6 收到射击停止信号，进入待机。

10. 根据权利要求8所述的报靶方法，其特征在于，所述步骤S5中的弹着点识别时间小于100ms。