CN113008076A - 影像枪、影像打靶系统、影像打靶方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及射击技术领域，公开了一种影像枪、影像打靶系统、影像打靶方法及存储介质，能够提高确定射击结果的准确性。本发明包括枪体、处理器，分别与处理器电性连接的摄像机、扳机模块以及电源模块：摄像机设于枪口内，处理器设于枪体上，扳机模块设于枪体的扳机上，电源模块设于枪体上，当按下扳机时，扳机模块发出扳机信号给处理器，处理器驱动摄像机进行拍摄射击。本发明配合扳机模块、处理器以及摄像机，从而可在扣下扳机时，直接进行图像拍摄，并利用图像的中心点作为瞄准中心，从而可确定射击点或结合枪靶上的环心确定对应的环数，避免使用激光或其它物质作为子弹，提高了安全性，同时还提高了射击点采集的准确性。

Description

影像枪、影像打靶系统、影像打靶方法及存储介质

技术领域

本发明涉及射击技术领域，特别是一种影像枪、影像打靶系统、影像打靶方法及存储介质。

背景技术

现有的虚拟激光枪在确定环数时，是在激光发射后再进行图片拍摄，并对图片信息进行采集再确定环数的，由于枪体在激光投射后会因操作而出现晃动，同时激光投射在枪靶上后，再进行拍摄取像，本身是存在一定的延时，因此在扳机发射激光投射点和拍摄时获取的投射点是存在位移差，甚至是会出现拖影的现象，从而造成环数确定时会存在较大误差，无法精准地进行环数的确定。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种影像枪，能够提高确定射击结果的准确性。

本发明还提出一种具有上述影像枪的影像打靶系统，在射击拍摄过程中，能够提高确定射击结果的准确性。

本发明还提出一种影像打靶方法，在射击拍摄过程中，能够提高确定射击结果的准确性。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，在射击拍摄过程中，能够精准地确定环数。

根据本发明的第一方面实施例的影像枪，包括枪体、摄像机、处理器、扳机模块以及电源模块：所述摄像机设于所述枪体上并朝所述枪口方向进行拍摄；所述处理器设于所述枪体上，且与所述摄像机电性连接；所述扳机模块设于所述枪体的扳机上且与所述处理器电性连接；所述电源模块设于所述枪体上且与所述处理器电性连接；其中，当按下所述扳机时，所述扳机模块被触发并发出扳机信号给所述处理器，所述处理器收到所述扳机信号后驱动所述摄像机进行拍摄射击。

根据本发明实施例的影像枪，至少具有如下有益效果：配合扳机模块、处理器以及摄像机，从而可在扣下扳机时，直接进行图像拍摄，并利用图像的中心点作为瞄准中心，从而可确定射击点或结合枪靶上的环心确定对应的环数，不仅避免使用激光或其它物质作为子弹，提高了安全性，同时还进一步提高了射击点采集的准确性。

根据本发明的一些实施例，还包括与所述处理器电性连接的装弹模块，所述装弹模块设于所述枪体的装弹拉杆上。配合装弹模块和装弹拉杆，可模拟上子弹的效果，从而提高了影像枪射击的真实性。

根据本发明的一些实施例，还包括分别与处理器电性连接的显示模块和/或语音提示模块。利用显示模块或语音提示模块，可以通过视觉或听觉来获取射击环数的结果。

根据本发明的一些实施例，还包括与所述处理器电性连接的无线通讯模块。利用无线通讯模块，可将射击所拍摄的图像以及环数情况发送给后台。

根据本发明的一些实施例，所述扳机模块包括设于所述扳机上的扳机触发器，所述扳机触发器与所述处理器电性连接。利用扳机触发器和扳机，可以进一步提高射击的真实性。

根据本发明的一些实施例，所述扳机模块还包括设于所述扳机上的压力传感器，所述压力传感器与所述处理器电性连接。利用压力传感器，可以对扳机的压力变化情况进行采集，从而可以分析射击员扣下扳机时压力数值。并可配合压力传感器，限制射击员在射击是需要达到对应的压力才可进行拍照射击，以进一步提高射击的模拟效果。

根据本发明的第二方面实施例的影像打靶系统，包括枪靶以及根据本发明上述第一方面实施例的影像枪。

根据本发明实施例的影像打靶系统，至少具有如下有益效果：结合枪靶，可以给射击员提供射击参考点，从而可以根据环数情况确定射击成绩，进一步提高准确性。本发明第二方面实施例的影像打靶系统具有和第一方面实施例的影像枪一样的效果，在此不做赘述。

根据本发明的第三方面实施例的影像打靶方法，其特征在于，包括以下步骤：朝枪靶方向进行射击拍摄并得到一副图像；确定所述图像的中心点与所述图像内靶环的环心之间的距离L、及确定所述图像中的靶环的半径D；将所述距离L与所述靶环的半径D进行比对，得到比值n，确定所述图像的环数N。

根据本发明实施例的影像打靶方法，至少具有如下有益效果：采用射击拍摄，有效地提高了射击成绩的准确性，有效地避免因延时问题而造成误差或拖影，并可准确地得出与靶心之间的距离和成绩。

根据本发明的一些实施例，所述比值n与所述距离L以及所述半径D之间的公式为：n＝L/D；当n＞1时，所述N为0环；当1≤n＜0.9时，所述N为1环；当0.9≤n＜0.8时，所述N为2环；当0.8≤n＜0.7时，所述N为3环；当0.7≤n＜0.6时，所述N为4环；当0.6≤n＜0.5时，所述N为5环；当0.6≤n＜0.5时，所述N为6环；当0.4≤n＜0.3时，所述N为7环；当0.3≤n＜0.2时，所述N为8环；当0.2≤n＜0.1时，所述N为9环；当0.1≤n≤0时，所述N为10环。利用图像的距离L和靶环的半径D，可准确地获取对应的环数成绩。

根据本发明的第四方面实施例的存储介质，其上储存有程序，所述程序被处理器执行时实施如第三方面实施例所述的方法。

本发明第四方面实施例的计算机可读存储介质具有和第三方面实施例的影像打靶方法一样的效果，在此不做赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的影像枪第一种实施例的电路原理图；

图2为本发明实施例的影像枪第二种实施例的电路原理图；

图3为本发明实施例的影像打靶方法的流程示意图。

附图标记：摄像机100、处理器200、扳机模块300、电源模块400、装弹模块500、显示模块600、语音提示模块700、无线通讯模块800。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，根据本发明的第一方面实施例的影像枪，包括枪体、摄像机100、处理器200、扳机模块300以及电源模块400：摄像机100设于枪体上并朝枪口方向进行拍摄；处理器200设于枪体上，且与摄像机100电性连接；扳机模块300设于枪体的扳机上且与处理器200电性连接；电源模块400设于枪体上且与处理器200电性连接；其中，当按下扳机时，扳机模块300被触发并发出扳机信号给处理器200，处理器200收到扳机信号后驱动摄像机100进行拍摄射击。

可以想到的是，摄像机100可以设于枪体的任意位置，在安装时确保摄像机100的拍摄方向是朝枪口方向即可。本实施例中，摄像机100则设于枪体的枪口内，不仅确保方向保持一致，同时还可摄像机100起到保护的作用，避免被刮花的情况。

可以想到的是，摄像机100可以采用了MOS传感器摄像头或CMOS传感器或CCD传感器，本领域技术人员根据需要进行选择即可。而处理器200的结构属于本领域技术人员常用的技术手段，此处不再进行重复赘述。

根据本发明实施例的影像枪，至少具有如下有益效果：配合扳机模块300、处理器200以及摄像机100，从而可在扣下扳机时，直接进行图像拍摄，并利用图像的中心点作为瞄准中心，从而可确定射击点或结合枪靶上的环心确定对应的环数，不仅避免使用激光或其它物质作为子弹，提高了安全性，同时还进一步提高了射击点采集的准确性。

参照图2，根据本发明的一些实施例，还包括与处理器200电性连接的装弹模块500，装弹模块500设于枪体的装弹拉杆上。配合装弹模块500和装弹拉杆，可模拟上子弹的效果，从而提高了影像枪射击的真实性。

具体地，装弹模块500采用的是装弹触发器，装弹触发器的触发端设于装弹拉杆上，装弹触发器的输出端与处理器200的电性连接；扳机与扳机触发器的触发端电连接，当射击员拉动枪支的装弹拉杆时，安装在拉杆内的装弹触发器会被触发，向处理器200输入信号，则在射击员扣下扳机时，才可触发摄像头进行拍射击拍摄，否则无法进行射击拍摄。

参照图2，根据本发明的一些实施例，还包括分别与处理器200电性连接的显示模块600和语音提示模块700。利用显示模块600或语音提示模块700，可以通过视觉或听觉来获取射击环数的结果。当射击员扣下扳机开关时，处理器200便会启动摄像头进行射击拍摄，根据获得的图像确定环数后，便通过显示模块600进行成绩显示或通过语音提示模块700进行语音播报。其中显示模块600和语音提示模块700均采用的是现有的常规技术手段，为本领域技术人员熟知，故此次不再进行详细的赘述。

可以想到的是，显示模块600或语音提示模块700可以单独设置一个。

参照图2，根据本发明的一些实施例，还包括与处理器200电性连接的无线通讯模块800。利用无线通讯模块800，可将射击所拍摄的图像以及环数情况发送给后台。具体地，无线通讯模块800采用蓝牙通讯模块或WIFI通讯模块。其中蓝牙通讯模块支持点对点传输，具有传输速度快等特点，WIFI通讯模块的传输速度快以及方便组网，可根据实际需要对无线通讯模块800进行设置。其中，无线通讯模块800采用的是现有的常规技术手段，为本领域技术人员熟知，故此次不再进行详细的赘述。除了上述的无线传输方式，本领域技术人员可以根据需要添加其它不同的无线技术或替换。

可以想到是，后台可以是服务器或是安装有相应权限系统的移动终端。

参照图2，根据本发明的一些实施例，扳机模块300包括设于扳机上的扳机触发器，扳机触发器与处理器200电性连接。利用扳机触发器和扳机，可以进一步提高射击的真实性。

可以想到的是，显示模块600还可以采用外接的显示屏，如专业显示屏和普通显示屏，其中专业显示屏用于提供给射击员或教练观看，专业显示器上用于显示运动员的射击次数、射击成绩、弹着点、累积时间、比赛时间、扣扳机的压力曲线变化等，观众显示屏用于显示成绩和弹着点，方便观众观看。配合无线通讯模块800，可以使处理器200与外接的显示屏进行无线连接。具体实现的技术属于本领域技术人员熟知的技术手段，此次不再进行详细的赘述。

参照图2，根据本发明的一些实施例，扳机模块300还包括设于扳机上的压力传感器，压力传感器与处理器200电性连接。利用压力传感器，可以对扳机的压力变化情况进行采集，从而可以分析射击员扣下扳机时压力数值。并可配合压力传感器，限制射击员在射击是需要达到对应的压力才可进行拍照射击，以进一步提高射击的模拟效果。

具体地，利用压力传感器，可以通过处理器200设置相应的阈值，当射击员对扳机施加压力达到阈值后会触发扳机开关，处理器200接收到该信号后便会进行数据采集同时启动摄像头进行射击拍摄。同时处理器200会累积计算射击员扣下扳机时达到阈值的次数，并会将所射击员的射击时间、射击次数以及每次射击员扣下扣扳机的压力数据等相关数据进行存储及计算，从而获取射击员的扳机压力检测曲线、射击次数以及射击时间等相关状态信息，同时还可通过无线通讯模块800发送给后台服务器，并通过显示屏进行数据显示。

根据本发明的第二方面实施例的影像打靶系统，包括枪靶以及根据本发明上述第一方面实施例的影像枪。

根据本发明实施例的影像打靶系统，至少具有如下有益效果：结合枪靶，可以给射击员提供射击参考点，从而可以根据环数情况确定射击成绩，进一步提高准确性。本发明第二方面实施例的影像打靶系统具有和第一方面实施例的影像枪一样的效果，在此不做赘述。

参照图3，根据本发明的第三方面实施例的影像打靶方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100、朝枪靶方向进行射击拍摄并得到一副图像；步骤S200、确定图像的中心点与图像内靶环的环心之间的距离L、及确定图像中的靶环的半径D；步骤S300、将距离L与靶环的半径D进行比对，得到比值n，确定图像的环数N。具体地，在进行图像中的中心点、环心以及距离L和靶环的半径D相关数值确定时，可以采用LabVIEW(Laboratory VirtualInstrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工作平台)，该软件会对采集到图像依次进行灰度化、二值化及阈值分割、靶环中心质心重心法检测中心坐标，从而将记录有激光光斑的图像转为图像位置坐标，并获取靶心坐标的位置以及图像中心点位置，并根据对应位置的数值确定距离L和靶环的半径D的准确值。

具体地，可以在靶环的周边以及中心设置红外激光发射器，以提高对图像中的靶环的半径和中心位置的确定，通过计算靶环中心即靶心到靶环周边的距离即可得到靶环的半径D。

根据本发明实施例的影像打靶方法，至少具有如下有益效果：采用射击拍摄，有效地提高了射击成绩的准确性，有效地避免因延时问题而造成误差或拖影，并可准确地得出与靶心之间的距离和成绩。

根据本发明的一些实施例，比值n与距离L以及半径D之间的公式为：n＝L/D；当n＞1时，N为0环；当1≤n＜0.9时，N为1环；当0.9≤n＜0.8时，N为2环；当0.8≤n＜0.7时，N为3环；当0.7≤n＜0.6时，N为4环；当0.6≤n＜0.5时，N为5环；当0.6≤n＜0.5时，N为6环；当0.4≤n＜0.3时，N为7环；当0.3≤n＜0.2时，N为8环；当0.2≤n＜0.1时，N为9环；当0.1≤n≤0时，N为10环。利用图像的距离L和靶环的半径D，可准确地获取对应的环数成绩。

具体地，距离L和半径D会随着枪体与靶环之间的距离进行等比例的增大或减小。因此结合距离L和半径D的比值，即可获得对应的环数成绩。

其中，相关图像处理软件LabVIEW针对图像处理的具体过程为：

(1)灰度化：

由于采用的摄像头模块拍摄为RGB原图，要先对原图进行灰度化处理，以降低信息量，以提高处理器200的处理速度。

(2)二值化及阈值分割：

图像分割是将目标物体与背景分离开来的图像处理技术，常用的图像处理是使用阈值分割的方法。在枪靶上靶环的周边以及中心点内安装红外激光发射器后。通过即采用单阈值分割的方法，将255作为分割阈值对灰度图像进行阈值分割后即可得到只有枪靶周边光斑以及中心点光斑的二值图。下一步是对阈值分割后的图像做光斑中心检测获取周边光斑以及中心点光斑的坐标。

(3)重心法检测中心坐标：

关于光斑中心检测的方法常见有重心法、Hough变换法、矩形拟合法等，本实施例中选择使用重心法检测中心坐标。在上一步图像分割后得到的二值图中仅仅存在“0”和“255”两种灰度值，其各像素点灰度值为：

其中T(i,j)表示第i行、第j列的像素点灰度值。

一幅大小为M*N的图像，其计算图像的能量中心的公式：

其中X和Y表示中心像素的坐标。

使用LabVIEW进行编程可以直接调用“IMAQ Centroid VI”函数计算出重心坐标。到此，一帧图像的光斑中心坐标已经得出，同时每一副图像的中心点的位置及数字可以根据拍摄的范围进行确定，属于系统中的已知值，配合图像点的中心点、半环周边的位置以及靶心的中心点数值，配合常规的数学直线距离的确定的算法，即可得到距离L和半径D的值。

(4)成绩的计算方法：

根据n＝L/D的公式进行计算，即可得到环数对应的具体数值以及射击成绩。

根据本发明的第四方面实施例的存储介质，其上储存有程序，程序被处理器200执行时实施如第三方面实施例的方法。

根据本发明实施例的影像打靶方法的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

应当认识到，本发明实施例中的方法步骤可以由计算机通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。方法可以使用标准编程技术。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器200上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。计算机程序包括可由一个或多个处理器200执行的多个指令。

进一步，方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器200或其他数据处理器200实现上文步骤的指令或程序时，本文的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明的方法和技术编程时，本发明还可以包括计算机本身。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种影像枪，其特征在于，包括：

枪体，

摄像机，设于所述枪体上并朝所述枪口方向进行拍摄；

处理器，设于所述枪体上，且与所述摄像机电性连接；

扳机模块，设于所述枪体的扳机上且与所述处理器电性连接；

电源模块，设于所述枪体上且与所述处理器电性连接；

其中，当按下所述扳机时，所述扳机模块被触发并发出扳机信号给所述处理器，所述处理器收到所述扳机信号后驱动所述摄像机进行拍摄射击。

2.根据权利要求1所述的影像枪，其特征在于：还包括与所述处理器电性连接的装弹模块，所述装弹模块设于所述枪体的装弹拉杆上。

3.根据权利要求1所述的影像枪，其特征在于：还包括分别与处理器电性连接的显示模块和/或语音提示模块。

4.根据权利要求1所述的影像枪，其特征在于：还包括与所述处理器电性连接的无线通讯模块。

5.根据权利要求1所述的影像枪，其特征在于：所述扳机模块包括设于所述扳机上的扳机触发器，所述扳机触发器与所述处理器电性连接。

6.根据权利要求1所述的影像枪，其特征在于：所述扳机模块还包括设于所述扳机上的压力传感器，所述压力传感器与所述处理器电性连接。

7.一种影像打靶系统，其特征在于：包括枪靶以及如权利要求1至6任一所述的影像枪，所述枪靶上设有靶环。

8.一种影像打靶方法，其特征在于，包括以下步骤：

朝枪靶方向进行射击拍摄并得到一副图像；

确定所述图像的中心点与所述图像内靶环的环心之间的距离L、及确定所述图像中的靶环的半径D；

将所述距离L与所述靶环的半径D进行比对，得到比值n，确定所述图像的环数N。

9.根据权利要求8所述的影像打靶方法，其特征在于：所述比值n与所述距离L以及所述半径D之间的公式为：

n＝L/D；

当n＞1时，所述N为0环；

当1≤n＜0.9时，所述N为1环；

当0.9≤n＜0.8时，所述N为2环；

当0.8≤n＜0.7时，所述N为3环；

当0.7≤n＜0.6时，所述N为4环；

当0.6≤n＜0.5时，所述N为5环；

当0.6≤n＜0.5时，所述N为6环；

当0.4≤n＜0.3时，所述N为7环；

当0.3≤n＜0.2时，所述N为8环；

当0.2≤n＜0.1时，所述N为9环；

当0.1≤n≤0时，所述N为10环。

10.一种存储介质，其特征在于：其上储存有程序，所述程序被处理器执行时实施如权利要求8至9任一项所述的影像打靶方法。

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