CN110081778B - 一种基于图像处理的无靶校枪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于图像处理的无靶校枪方法，包括选择一个未进行过射击或未留下弹着点信息的具有实体面的场景，使用待校准枪械对所述实体面表面任意位置进行一次射击，使子弹在实体面表面留下弹着点一的痕迹；将待校准枪械瞄准具的瞄准心对准弹着点一，再次进行射击，得到弹着点二；采集包含有两弹着点的图像数据，获取两弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；根据两弹着点在图像中的位置坐标，计算两弹着点之间的位置偏差值(Δx，Δy)；根据两弹着点的位置偏差值，对待校准枪械进行校准。通过本发明的技术方案，士兵可在野外无靶标的情况下进行校枪，并能够有效解决人工测量弹着点和靶心距离引入的人为误差，减少人工测量工作量，提高瞄准具校准精度。

Description

一种基于图像处理的无靶校枪方法
技术领域
本发明涉及枪械的保养和维护领域，具体涉及一种基于图像处理的无靶校枪方法。
背景技术
在士兵打枪的过程中，为了保证枪支的射击精度，需要在射击前对枪支进行校准。目前，枪支的校准主要采用射击后，通过测量靶面上弹着点和靶心之间的物理距离偏差，作为弹着点的偏移量，来对瞄准具进行校准，这种枪支校准方式主要存在以下几点问题：
1.容易受到人为测量误差的影响，从而增大射击误差。
2.还需要测量瞄准具与靶面的实际距离，通过瞄准具与靶面的实际距离以及弹着点和靶心之间的物理距离，计算出瞄准具的瞄准心的像素偏移量。
3.枪械校准工作量较大，人工反复测量费时费力，实用性不强
4.在野外作战中，如果枪械更换瞄具，需要重新校枪，很难找到一个标准的靶标来完成校枪。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于图像处理的无靶校枪方法，无需标准的靶标就可完成校枪，能适用于野外作战，且能有效解决人工测量弹着点和靶心距离引入的人为误差，减少人工测量工作量，提高瞄准具校准精度，本发明的技术方案如下：
一种基于图像处理的无靶校枪方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，选择一个未进行过射击或未留下弹着点信息的具有实体面的场景，使用待校准枪械对所述实体面表面任意位置进行一次射击，使子弹在实体面表面留下弹着点一的痕迹；
步骤2，将待校准枪械瞄准具的瞄准心对准弹着点一，再次进行射击，得到弹着点二；
步骤3，采集包含有两弹着点的图像数据，计算弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；
步骤4，根据两弹着点在图像中的位置坐标，计算两弹着点之间的位置偏差值(Δx，Δy)；
步骤5，根据两弹着点的位置偏差值，对待校准枪械进行校准。
进一步地，所述方法还包括：
重复步骤1-4，从而采集多个图像数据，计算出每个图像数据中两弹着点之间的位置偏差值，对多个图像数据中计算出来的位置偏差值求平均，得到位置偏差平均值
Figure BDA0002051964240000021
根据所述位置偏差平均值
Figure BDA0002051964240000022
对待校准枪械瞄准具的瞄准心移动
Figure BDA0002051964240000023
个像素，完成对瞄准具的校准。
进一步地，所述方法还包括：采集多帧包含有两弹着点的图像数据，获取每帧图像数据中两弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；根据每帧图像数据中两弹着点在图像中的位置坐标，计算多帧图像数据两弹着点位置坐标的平均值
Figure BDA0002051964240000024
和
Figure BDA0002051964240000025
根据两弹着点位置坐标的平均值
Figure BDA0002051964240000026
和
Figure BDA0002051964240000027
计算两个弹着点的位置偏差平均值
Figure BDA0002051964240000028
作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准。
进一步地，所述具有实体面的场景可以为土墙或土堆。
进一步地，步骤3中，通过待校准枪械的瞄准具采集图像数据。
进一步地，步骤5具体为：根据两弹着点的位置偏差值(Δx，Δy)，对待校准枪械瞄准具的瞄准心移动(Δx，Δy)个像素，完成对瞄准具的校准。
进一步地，步骤3中：通过逐点计算图像对比度，选出图像中局部对比度最大的两个点，即为两个弹着点的位置坐标，记录两个弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)。
本发明的有益效果：
相比于传统的校枪方法，本发明的校枪方法不需要靶标即可实现精准的校枪，具有很高的实用性，通过本发明的技术方案，士兵可在野外无靶标的情况下进行校枪，并能够有效解决人工测量弹着点和靶心距离引入的人为误差，减少人工测量工作量，提高瞄准具校准精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于图像处理的无靶校枪方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于图像处理的无靶校枪方法原理图。
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做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1-2所示，一种基于图像处理的无靶校枪方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，选择一个未进行过射击或未留下弹着点信息的具有实体面的场景，使用待校准枪械对所述实体面表面任意位置进行一次射击，使子弹在实体面表面留下弹着点一的痕迹；
步骤2，将待校准枪械瞄准具的瞄准心对准弹着点一，再次进行射击，得到弹着点二；
步骤3，采集包含有两弹着点的图像数据，计算弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；
步骤4，根据两弹着点在图像中的位置坐标，计算两弹着点之间的位置偏差值(Δx，Δy)，作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准。
其中，计算弹着点位置坐标的方法包括但不限于局部对比度最大法、局部信噪比最大法、局部显著性最大法等。
其中，△x＝x1-x2，△y＝y1-y2。
优选地，步骤3中，通过待校准枪械的瞄准具采集图像数据，优选在射击点进行图像采集。
其中，所述具有实体面的场景可以为土墙或土堆。
其中，步骤4具体为：根据两弹着点的位置偏差值(Δx，Δy)，对待校准枪械瞄准具的瞄准心移动(Δx，Δy)个像素，完成对瞄准具的校准。
上述实施例中，由于图像是直接用待校准枪械的瞄准具采集的，即弹着点在实体面上的物理偏移量反应在瞄准具上就是弹着点的位置坐标(x1,y1)与图像中心位置坐标(x0,y0)之间的位置偏差值(Δx，Δy)，直接将待校准枪械瞄准具的瞄准心移动(Δx，Δy)个像素，即完成对瞄准具的校准，而无需再将弹着点在实体面上的物理偏移量转换成在瞄准具上的偏移量。
相比于传统的校枪方法，本发明的校枪方法不需要靶标即可实现精准的校枪，具有很高的实用性，通过本发明的技术方案，士兵可在野外无靶标的情况下进行校枪，并能够有效解决人工测量弹着点和靶心距离引入的人为误差，减少人工测量工作量，提高瞄准具校准精度，并能够测量瞄准具离靶面的距离。
优选地，所述方法还包括：
重复步骤1-4，从而采集多个图像数据，计算出每个图像数据中两弹着点之间的位置偏差值，对多个图像数据中计算出来的位置偏差值求平均，得到位置偏差平均值
Figure BDA0002051964240000051
作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准。
上述实施例中，通过重复步骤1-4，得到多组位置偏差值，通过对多组位置偏差值求平均，得到位置偏差平均值
Figure BDA0002051964240000052
完成更精确的校准。
优选地，所述方法还包括：采集多帧包含有两弹着点的图像数据，获取每帧图像数据中两弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；根据每帧图像数据中两弹着点在图像中的位置坐标，计算多帧图像数据两弹着点位置坐标的平均值
Figure BDA0002051964240000053
和
Figure BDA0002051964240000054
根据两弹着点位置坐标的平均值
Figure BDA0002051964240000055
和
Figure BDA0002051964240000056
计算两个弹着点的位置偏差平均值
Figure BDA0002051964240000057
作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准。
上述实施例中，只用进行两次射击，两次射击后，采集多帧包含有两弹着点的图像数据，从而获取多个图像数据，计算多个图像数据中弹着点一的的位置坐标平均值
Figure BDA0002051964240000058
弹着点二的的位置坐标平均值
Figure BDA00020519642400000513
最后通过弹着点一的的位置坐标平均值
Figure BDA00020519642400000510
和弹着点二的的位置坐标平均值
Figure BDA00020519642400000511
计算两个弹着点的位置偏差值
Figure BDA0002051964240000059
以位置偏差值
Figure BDA00020519642400000512
进行校准，确保校枪的准确性。
地优选，步骤3中：通过逐点计算图像对比度，选出图像中局部对比度最大的两个点，即为两个弹着点的位置坐标，记录两个弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)。
此外，根据弹着点在图像上的成像像素个数、光学参数及探测器参数，通过小孔成像，并能够测量瞄准具离靶面的距离。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (5)

1.一种基于图像处理的无靶校枪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，选择一个未进行过射击或未留下弹着点信息的具有实体面的场景，使用待校准枪械对所述实体面表面任意位置进行一次射击，使子弹在实体面表面留下弹着点一的痕迹；
步骤2，将待校准枪械瞄准具的瞄准心对准弹着点一，再次进行射击，得到弹着点二；
步骤3，采集包含有两弹着点的图像数据，计算两弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；
步骤4，根据两弹着点在图像中的位置坐标，计算两弹着点之间的位置偏差值(Δx，Δy)，作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准；
其中，步骤4具体为：根据两弹着点的位置偏差值(Δx，Δy)，对待校准枪械瞄准具的瞄准心移动(Δx，Δy)个像素，完成对瞄准具的校准；
其中，所述具有实体面的场景可以为土墙或土堆。
2.根据权利要求 1所述的基于图像处理的无靶校枪方法，其特征在于，所述方法还包括：
重复步骤1-4，从而采集多个图像数据，计算出每个图像数据中两弹着点之间的位置偏差值，对多个图像数据中计算出来的位置偏差值求平均，得到位置偏差平均值
Figure FDA0003078408670000011
作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准。
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的无靶校枪方法，其特征在于，所述方法还包括：采集多帧包含有两弹着点的图像数据，获取每帧图像数据中两弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)；根据每帧图像数据中两弹着点在图像中的位置坐标，计算多帧图像数据两弹着点位置坐标的平均值
Figure FDA0003078408670000021
和
Figure FDA0003078408670000022
根据两弹着点位置坐标的平均值
Figure FDA0003078408670000023
和
Figure FDA0003078408670000024
计算两个弹着点的位置偏差平均值
Figure FDA0003078408670000025
作为弹着点的偏移量，对待校准枪械的瞄准具进行校准。
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的无靶校枪方法，其特征在于，步骤3中，通过待校准枪械的瞄准具采集图像数据。
5.根据权利要求1所述的基于图像处理的无靶校枪方法，其特征在于，步骤3中：通过逐点计算图像对比度，选出图像中局部对比度最大的两个点，即为两个弹着点的位置坐标，记录两个弹着点在图像中的位置坐标(x1，y1)和(x2，y2)。
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