CN111693725A - 一种瞄准目标运动角速率测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种瞄准目标运动角速率测量方法及装置，所述方法包括以下步骤：获取枪械与瞄准目标的目标距离；在所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；在所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率。为了准确的锁定瞄准目标的移动轨迹，通过测量模块对瞄准目标进行确认和锁定，方便计算模块实时获取瞄准目标的准确数据，包括移动距离、移动速度和移动时间等，且计算模块对获取的准确数据进行计算，从而能够计算出瞄准目标的运动角速率，增加了智能枪械的命中率。
Description
技术领域
本发明属于枪械领域，特别涉及一种瞄准目标运动角速率测量方法及装置。
背景技术
瞄准镜主要分为以下三大类：望远式瞄准镜(Telescopic sight)、准直式瞄准镜(Collimating optical sight)、反射式瞄准镜(Reflex sight)。其中以望远式瞄准镜和反射式瞄准镜最为流行。
望远式瞄准镜和反射式瞄准镜主要在白天使用，因此又被统称为白光瞄准镜(dayscope/sight)，另外还有供夜间瞄准用的夜视瞄准镜(night scope/sight)，是在望远式瞄准镜和反射式瞄准镜的基础上加上夜视装置，而按夜视装置的种类，又可分为微光瞄准镜、红外瞄准镜(又可细分为主动红外和热成像两类)。
瞄准镜是提高枪械射击精度的有效途径。目前已有的智能瞄准镜具有测距及弹道计算功能，可在一定程度上提高枪械射击精度，但不具备瞄准目标数据补偿的功能，不能精确的确认瞄准目标的运动轨迹，最终射击精度难以得到进一步提高。
因此，如何精确的计算瞄准目标的运动角速率，从而进一步提高射击精度，是本领域亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明涉及一种瞄准目标运动角速率测量方法，所述方法包括以下步骤：
获取枪械与瞄准目标的目标距离；
在所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；
在所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率。
优选的，所述根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率包括：
实时获取瞄准视场的图像信息；
根据背景图像像素速度、目标图像像素速度和像素张角确定瞄准目标的角速率。
优选的，所述根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率包括：
实时获取瞄准视场的图像信息；
根据目标图像像素速度和像素张角确定瞄准目标的第一角速率；
通过传感器采集枪械运动的第二角速率；
根据所述第一角速率和第二角速率的差值确定所述瞄准目标的角速率。
优选的，所述方法包括：
实时获取背景图像的像素速度和瞄准目标的像素速度；
根据瞄准目标的像素速度与背景图像的像素速度的差值，确定瞄准目标的实际像素速度；
根据瞄准目标的实际像素速度和瞄准目标的像素张角，确定瞄准目标的角速率。
优选的，所述目标距离满足第一条件为所述目标距离大于指定距离，此时采用第一公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix；
其中，ωt为瞄准目标角速率，Vtpix为瞄准目标在视场中像素速度，Vbpix为背景图像在视场中像素速度，θpix为像素张角；
所述目标距离满足第二条件为所述目标距离小于指定距离，此时采用第二公式计算瞄准目标角速率，第二公式为：ωt＝Vtpix×θpix-ωg；
其中，ωg为枪械运动角速率。
本发明还涉及一种瞄准目标运动角速率测量装置，
包括测量模块和计算模块；
所述测量模块，用于获取枪械与瞄准目标的目标距离；
所述计算模块：用于判断目标距离与指定距离的关系；
若所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；
若所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率。
优选的，所述第一条件为所述目标距离大于指定距离，采用第一公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix；
其中，ωt为瞄准目标角速率，Vtpix为瞄准目标图像在视场中像素速度，Vbpix为背景图像在视场中像素速度，θpix为像素张角；
所述第二条件为所述目标距离小于指定距离，采用第二公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝Vtpix×θpix-ωg；
其中，ωg为枪械运动角速率。
本发明的技术效果：为了准确的锁定瞄准目标的移动轨迹，通过测量模块对瞄准目标进行确认和锁定，方便计算模块实时获取瞄准目标的准确数据，包括移动距离、移动速度和移动时间等，且计算模块对获取的准确数据进行计算，从而能够计算出瞄准目标的运动角速率，增加了智能枪械的命中率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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示出了根据本发明实施例的瞄准目标角速率测量原理示意图。
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、完整地说明，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。
本发明说明的枪械可以是步枪、狙击枪或机枪等，其中，步枪、狙击枪或机枪都可以装载瞄准镜，从而能够对瞄准目标进行瞄准。瞄准瞄准目标前，为了能够准确的击中瞄准目标，需要计算瞄准目标运动的角速率。
本发明涉及一种瞄准目标的角速率测量方法，包括以下步骤：
步骤一：获取枪械与瞄准目标的目标距离；
将智能枪械放置到固定位置后，枪手通过瞄准镜光轴(十字线中心)瞄准瞄准目标，启动测距装置测量目标距离，同时锁定目标。
步骤二：在所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；
目标距离满足第一条件为目标距离X大于指定距离S，示例性的，枪手通过智能瞄准镜对准瞄准目标，确定目标距离X＝1000m，若指定距离为S＝600m时，则目标距离X大于指定距离S，从而目标距离满足第一条件。
当目标距离大于指定距离时，采用第一公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix。
其中，ωt为瞄准目标角速率(单位为角度或弧度/秒)，Vtpix为瞄准目标图像在视场中像素速度(单位为像素/秒)，Vbpix为背景图像在视场中像素速度(单位为像素/秒)，θpix为像素张角(即每个像素在瞄准镜视场中的张角，单位为角度或弧度/像素)，优选的，像素张角θpix是瞄准镜的固有值，其中，像素张角与瞄准镜视场角以及图像传感器有关。
建立直角坐标系，瞄准目标移动前的像素坐标为A(x1，y1)，瞄准目标移动时，瞄准目标的像素位置实时发生变化，此时瞄准目标的像素坐标为B(x2，y2)。在直角坐标系中，瞄准目标从A点运动到B点，瞄准目标经过多个像素点，从而计算出瞄准目标在直角坐标系中移动的像素距离，并结合花费时间计算出目标运动像素速度。计算瞄准目标移动的像素距离时，先确定初始状态下瞄准目标和背景图像的关键标记点，其中，瞄准目标的关键标记点D1，背景图像的关键标记点D2。
当瞄准目标从A点运动到B点后，此时瞄准目标和背景图像在视场中的坐标值也发生变化，此时确定瞄准目标和背景图像在视场中的关键标记点位置。先计算瞄准目标关键标记点D1移动的像素距离，再计算背景图像关键标记点D2移动的像素距离。示例性的，瞄准目标在移动前，先对瞄准目标和背景图像进行拍照，从而确定第一图片，瞄准目标在移动后，再次对瞄准目标和背景图像进行拍照，从而确定第二图片。
在第一图片和第二图片中，根据关键标记点来确定瞄准目标和背景图像的确切状况。将第一图片中的瞄准目标和背景图像的关键标记点D1和D2与第二图片中的瞄准目标和背景图像的关键标记点D1和D2进行对照，根据关键标记点来确定瞄准目标的移动状况。
示例性的，在第一图片中，确定瞄准目标与背景图像的对应关系，在第二图片中，再次确定瞄准目标与背景图像的对应关系，结合第一图片和第二图片，能够得出瞄准目标相对于背景图像的确切位置。例如，瞄准目标是个人，背景图像是棵树，在第一图片中，人处于直角坐标系的X轴上，树处于原点，且人距离树10像素，10s时拍照第二图片，人向X轴正方向移动了5像素，树向X轴正方向移动3像素，人在10s内相对于树移动了2像素，此时人距离树的距离为12像素，从而得出人实际的移动速度ωt＝2像素/10秒＝0.2像素/秒。人和树仅仅是本发明实施例的一种表述方式，本发明并不限于这一种表述方式，例如瞄准目标是兔子，背景图像是树。
此时，计算出瞄准目标在视场中的像素速度、背景图像在视场中的像素速度和像素张角，由第一公式：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix可计算出瞄准目标的角速率。
步骤三：在所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率；
若目标距离X小于等于指定距离S，示例性的，枪手通过智能枪械的瞄准镜对准瞄准目标，确定目标距离X＝400m，若指定距离为S＝600m时，则目标距离X小于指定距离S，从而目标距离满足第二条件。
当目标距离小于指定距离时，采用第二公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝Vtpix×θpix-ωg。
其中，ωg为枪械运动角速率。
智能枪械通过锁定框实时跟踪瞄准目标，实时获取瞄准目标在视场中的像素坐标以及枪械运动角速率ωg。其中，ωg由陀螺仪传感器测量得出的。
枪械的锁定框实时锁定瞄准目标，先对瞄准目标图像进行拍照，从而确定第一图片，瞄准目标在移动后，再次对瞄准目标图像进行拍照，从而确定第二图片。
示例性的，瞄准目标是个人，在第一图片中，人处于直角坐标系的X轴上，且人距离原地10像素，10s时，10s时拍照第二图片，人向X轴正方向移动了5像素，人在10s内移动了5像素，从而得出人实际的移动速度ωt＝5像素/10秒＝0.5像素/秒。
此时，计算出瞄准目标在视场中的像素速度和枪械运动角速率，由第二公式：ωt＝Vtpix×θpix-ωg可计算出瞄准目标的角速率。
本发明还涉及一种瞄准目标的角速率测量装置，包括测量模块和计算模块，所述测量模块，用于获取枪械与瞄准目标的目标距离；
所述计算模块：用于判断目标距离与指定距离的关系，若所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；若所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率。
所述第一条件为所述目标距离大于指定距离，采用第一公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix；
其中，ωt为瞄准目标角速率，Vtpix为瞄准目标图像在视场中像素速度，Vbpix为背景图像在视场中像素速度，θpix为像素张角；
所述第二条件为所述目标距离小于等于指定距离，采用所述第二公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝Vtpix×θpix-ωg；
其中，ωg为陀螺仪测量的枪械运动角速率。
本发明为了准确的锁定瞄准目标的移动轨迹，通过测量模块对运动目进行确认和锁定，方便计算模块实时获取瞄准目标的准确数据，包括移动距离、移动速度和移动时间等，且计算模块对获取的数据进行计算，从而能够计算出瞄准目标的运动角速率，增加了智能枪械的命中率。
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 (7)
1.一种瞄准目标运动角速率测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取枪械与瞄准目标的目标距离；
在所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；
在所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率。
2.根据权利要求1所述的瞄准目标运动角速率测量方法，其特征在于，所述根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率包括：
实时获取瞄准视场的图像信息；
根据背景图像像素速度、目标图像像素速度和像素张角确定瞄准目标的角速率。
3.根据权利要求1所述的瞄准目标运动角速率测量方法，其特征在于，所述根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率包括：
实时获取瞄准视场的图像信息；
根据目标图像像素速度和像素张角确定瞄准目标的第一角速率；
通过传感器采集枪械运动的第二角速率；
根据所述第一角速率和第二角速率的差值确定所述瞄准目标的角速率。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的瞄准目标运动角速率测量方法，其特征在于，所述方法包括：
实时获取背景图像的像素速度和瞄准目标的像素速度；
根据瞄准目标的像素速度与背景图像的像素速度的差值，确定瞄准目标的实际像素速度；
根据瞄准目标的实际像素速度和瞄准目标的像素张角，确定瞄准目标的角速率。
5.根据权利要求1-3任一项所述的瞄准目标运动角速率测量方法，其特征在于，
所述目标距离满足第一条件为所述目标距离大于指定距离，此时采用第一公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix；
其中，ωt为瞄准目标角速率，Vtpix为瞄准目标在视场中像素速度，Vbpix为背景图像在视场中像素速度，θpix为像素张角；
所述目标距离满足第二条件为所述目标距离小于等于指定距离，此时采用第二公式计算瞄准目标角速率，第二公式为：ωt＝Vtpix×θpix-ωg；
其中，ωg为枪械运动角速率。
6.一种瞄准目标运动角速率测量装置，其特征在于，
包括测量模块和计算模块；
所述测量模块，用于获取枪械与瞄准目标的目标距离；
所述计算模块：用于判断目标距离与指定距离的关系；
若所述目标距离满足第一条件时，根据瞄准视场的图像信息确定所述瞄准目标的角速率；
若所述目标距离满足第二条件时，根据瞄准视场的图像信息和枪械运动的角速率确定所述瞄准目标的角速率。
7.根据权利要求6所述的瞄准目标运动角速率测量装置，其特征在于，
所述第一条件为所述目标距离大于指定距离，采用第一公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝(Vtpix-Vbpix)×θpix；
其中，ωt为瞄准目标角速率，Vtpix为瞄准目标图像在视场中像素速度，Vbpix为背景图像在视场中像素速度，θpix为像素张角；
所述第二条件为所述目标距离小于指定距离，采用第二公式计算瞄准目标角速率，第一公式为：ωt＝Vtpix×θpix-ωg；
其中，ωg为枪械运动角速率。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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