CN113310352B - 一种坦克炮瞄准射击方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坦克炮瞄准射击方法及装置，通过以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加，并根据叠加坐标系中的虚拟网格确定待校准图像中射击目标的位置坐标，然后基于叠加坐标系的虚拟网格计算待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据偏移量将十字瞄准点和原点对准，对准后，根据射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击，使得坦克炮无需安装瞄准镜，简化结构，减少瞄准射击流程，提高坦克炮的射击瞄准准确率。

Description

一种坦克炮瞄准射击方法及装置

技术领域

本发明涉及坦克炮瞄准射击技术领域，具体涉及一种坦克炮瞄准射击方法及装置。

背景技术

受坦克炮发射原理及其零部件运行机理等因素的制约，坦克炮射击瞄准无法应用常规武器的“三点一线”模式或瞄准线与射击线重合模式(从射击方向或射击线正后方瞄准)，目前普遍采用瞄准线和射击线交会模式，即“两线交会”模式，“两线交会”模式指借助炮管旁侧的瞄准镜，通过瞄准线与射击线交会法完成瞄准操作。

但坦克炮采用“两线交会模式”进行瞄准射击存在如下问题：一、坦克在行进运动过程中，由于车体颠簸观瞄人员和瞄准镜晃动幅度不一致，导致二者发生相对位移影响瞄准操作。二、现有坦克炮校准操作必须借助专门配套设备，需要耗费一定时间，当遇有紧急情况时，可能没有足够时间完成校炮操作，从而影响射击准确率。三、射击瞄准受制于特定距离范围，超出特定距离范围越远，射击效果越不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题为坦克炮采用“两线交会模式”进行瞄准射击时，容易受到环境和行进状态的影响无法保证瞄准射击的准确性，且现有的坦克炮校准操作必须借助专门的配套设备，操作起来耗费时间，不利于在紧急情况下瞄准射击。因此，本发明提供一种坦克炮瞄准射击方法及装置，通过

本发明通过下述技术方案实现：

一种坦克炮瞄准射击方法，包括：

获取CCD摄像头实时采集的待校准图像，并以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加；

根据叠加坐标系中的虚拟网格确定所述待校准图像中射击目标的位置坐标；

基于所述叠加坐标系的虚拟网格计算所述待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据所述偏移量将所述十字瞄准点和所述原点对准；

对准后，根据所述射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击。

进一步地，所述待校准图像中的十字瞄准点为待校准图像的中心点；

当输入修改参数时，所述待校准图像中的十字瞄准点根据所述修改参数修改。

进一步地，所述叠加坐标系的横轴方向平行于大地，纵轴方向垂直于大地。

进一步地，所述虚拟网格为正方形或圆形，当所述虚拟网格为正方形，则将一个虚拟网格的边长作为单位偏移量，当所述虚拟网格为圆形，则将一个虚拟网格的直径作为单位偏移量；

所述基于所述叠加坐标系的虚拟网格计算所述待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，包括：

通过对所述单位偏移量和虚拟网格的个数进行计算，确定待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，所述偏移量包括横向偏移量和纵向偏移量；

其中，所述横向偏移量通过待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点在横轴方向的虚拟网格的个数和单位偏移量相乘得到；所述纵向偏移量通过待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点在纵轴方向的虚拟网格的个数和单位偏移量相乘得到。

进一步地，在坦克炮对射击目标射击完成后，所述一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

获取目标射击结果，若所述目标射击结果存在射击偏差，则根据所述射击偏差计算在叠加坐标系上对应的偏移量，并根据所述射击偏差对应的偏移量和单位偏移量计算得到虚拟网格的偏移个数，以使射击人员根据所述虚拟网格的偏移个数重新对目标进行瞄准射击。

进一步地，所述一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

当为不可变焦CCD摄像头时，采用激光测距方法测得坦克炮上的激光发射器和射击目标之间的实际射击距离，根据测得的所述实际射击距离调用对应的坐标系完成以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加的步骤；

当为可变焦CCD摄像头时，则无需计算虚拟网格的大小，直接选择标准虚拟网格大小对应的坐标系作为叠加坐标系。

进一步地，所述根据测得的所述实际射击距离调用对应的坐标系，包括：

基于测得的实际射击距离，通过光学成像原理，计算虚拟网格的大小，并根据所述虚拟网格的大小生成对应的坐标系；

其中，计算所述虚拟网格的大小的公式为：

式中，h_i为虚拟网格的大小，h_o为目标大小，f为CCD摄像头的焦距，d为实际射击距离。

进一步地，所述一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

根据待校准图像的背景色彩调整叠加坐标系的颜色和亮度，以使叠加坐标系明显区别于待校准图像的背景。

一种坦克炮瞄准射击装置，包括：

坐标系叠加模块，用于获取CCD摄像头实时采集的待校准图像，并以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加；

射击参数确定模块，用于根据叠加坐标系中的虚拟网格确定所述待校准图像中射击目标的位置坐标；

瞄准点校准模块，用于基于所述叠加坐标系的虚拟网格计算所述待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据所述偏移量将所述十字瞄准点和所述原点对准；

射击模块，用于对准后，根据所述射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击。

进一步地，所述CCD摄像头设置在所述坦克炮的炮管上，所述坦克炮的炮管上设置有CCD摄像头储存仓，用于存放CCD摄像头。

本发明提供的一种坦克炮瞄准射击方法及装置，通过以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加，并根据叠加坐标系中的虚拟网格确定待校准图像中射击目标的位置坐标，然后基于叠加坐标系的虚拟网格计算待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据偏移量将十字瞄准点和原点对准，对准后，根据射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击，使得坦克炮无需安装瞄准镜，简化结构，减少瞄准射击流程，提高坦克炮的射击瞄准准确率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种坦克炮瞄准射击方法的流程图。

图2为本发明一实施例中的十字瞄准点和原点的位置关系示意图。

图3为本发明一种坦克炮瞄准射击装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种坦克炮瞄准射击方法，包括：

S10：获取CCD摄像头实时采集的待校准图像，并以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加。

其中，待校准图像指使用坦克炮瞄准目标时，CCD摄像头实时采集的图像或视频进行分帧后得到的帧图像。

具体地，本实施例中的叠加坐标系的横轴方向平行于大地，纵轴方向垂直于大地。

S20：根据叠加坐标系中的虚拟网格确定待校准图像中射击目标的位置坐标。

本实施例将叠加坐标系中的每个虚拟网格大小形状完全相同，方便以虚拟网格为单位量计算待校准图像中射击目标的位置坐标。

具体地，根据每个虚拟网格在X轴方向上的大小和坐标原点与目标物之间的虚拟网格的个数确定待校准图像中射击目标的横坐标；根据每个虚拟网格在Y轴方向上的大小和坐标原点与目标物之间的虚拟网格的个数确定待校准图像中射击目标的纵坐标。

S30：基于叠加坐标系的虚拟网格计算待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据偏移量将十字瞄准点和原点对准。本实施例中的十字瞄准点O和原点O′如图2所示。

其中，虚拟网格的形状包括但不限于正方形或圆形，为方便设置单位偏移量，本实施例将虚拟网格的形状设置为正方形或者长方形。当虚拟网格为正方形，则将一个虚拟网格的边长作为单位偏移量，当虚拟网格为圆形，则将一个虚拟网格的直径作为单位偏移量。

具体地，通过对单位偏移量和虚拟网格的个数进行计算，确定待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，偏移量包括横向偏移量和纵向偏移量。

其中，横向偏移量通过待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点在横轴方向的虚拟网格的个数和单位偏移量相乘得到。纵向偏移量通过待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点在纵轴方向的虚拟网格的个数和单位偏移量相乘得到。

S40：对准后，根据射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击。

具体地，本实施例中的实际射击距离可通过安装在坦克炮上的激光发射器通过向目标发射激光测得二者之间的距离。

进一步地，在坦克炮对射击目标射击完成后，该一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

获取目标射击结果，若目标射击结果存在射击偏差，则根据射击偏差计算在叠加坐标系上对应的偏移量，并根据射击偏差对应的偏移量和单位偏移量计算得到虚拟网格的偏移个数，以使射击人员根据虚拟网格的偏移个数重新对目标进行瞄准射击。

进一步地，待校准图像中的十字瞄准点为待校准图像的中心点，该中心点为预先设置在坦克炮前端的基准点，校准完成后就取消。当输入修改参数时，待校准图像中的十字瞄准点根据修改参数修改，最终实现十字瞄准点和原点重合。

进一步地，当为不可变焦CCD摄像头时，采用激光测距方法测得坦克炮上的激光发射器和射击目标之间的实际射击距离，根据测得的实际射击距离调用对应的坐标系完成以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加的步骤；当为可变焦CCD摄像头时，则无需计算虚拟网格的大小，直接选择标准虚拟网格大小对应的坐标系作为叠加坐标系。

具体地，当为不可变焦CCD摄像头时，可通过调整焦距让图像更清晰，对应的坐标系也要发生变化。对于常用的实际射击距离，可预先对应设置坐标系，如表1所示：

表1

由于在实际射击中，由于目标与坦克炮的实际射击距离具有随机性，因此，本实施例采用激光测距方法测得激光发射器和射击目标之间的距离后，根据测得的距离，通过光学成像原理，计算虚拟网格的大小，并根据虚拟网格的大小生成对应的坐标系，完成以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加的步骤。

其中，计算虚拟网格的大小的公式为：

式中，h_i为虚拟网格的大小，h_o为目标大小，f为CCD摄像头的焦距，d为实际射击距离。需要说明的是，为方便计算单位偏移量，将虚拟网格设置为圆形或正方形。当坦克炮对目标进行瞄准的框设置为圆形，目标大小为瞄准目标的框的直径，虚拟网格为圆形，虚拟网格的大小为直径；当坦克炮对目标进行瞄准的框设置为正方形，则目标大小为瞄准目标的框的边长，虚拟网格为正方形，虚拟网格的大小为边长。

当为可变焦CCD摄像头时，则无需计算虚拟网格的大小，直接根据选择标准虚拟网格大小对应的坐标系作为叠加坐标系。

本实施例中焦距可变的CCD摄像头可根据实际情况选择，如具备24小时监测能力的日夜两用摄像头，白天提供清晰的彩色图像，晚上提供清晰的黑白图像。

进一步地，该一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

根据待校准图像的背景色彩调整叠加坐标系的颜色和亮度，以使叠加坐标系明显区别于待校准图像的背景。此调整过程可以根据预先设置好的背景像素值自动匹配叠加坐标系的颜色和亮度，也可通过人机交互实现。

实施例2

如图3所示，本实施例提供一种与实施例1中坦克炮瞄准方法一一对应的坦克炮瞄准装置，包括：

坐标系叠加模块10，用于获取CCD摄像头实时采集的待校准图像，并以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加。

射击参数确定模块20，用于根据叠加坐标系中的虚拟网格确定待校准图像中射击目标的位置坐标。

瞄准点校准模块30，用于基于叠加坐标系的虚拟网格计算待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据偏移量将十字瞄准点和原点对准。

射击模块40，用于对准后，根据射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击。

进一步地，CCD摄像头设置在坦克炮的炮管上，坦克炮的炮管上设置有CCD摄像头储存仓，用于存放CCD摄像头。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种坦克炮瞄准射击方法，其特征在于，包括：

获取CCD摄像头实时采集的待校准图像，并以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加；所述CCD摄像头设置在所述坦克炮的炮管上，所述坦克炮的炮管上设置有CCD摄像头储存仓，用于存放CCD摄像头；

根据叠加坐标系中的虚拟网格确定所述待校准图像中射击目标的位置坐标；

基于所述叠加坐标系的虚拟网格计算所述待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据所述偏移量将所述十字瞄准点和所述预先建立的坐标原点对准；

对准后，根据所述射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击；

其中，所述待校准图像中的十字瞄准点为待校准图像的中心点；

当输入修改参数时，所述待校准图像中的十字瞄准点根据所述修改参数修改；

当为不可变焦CCD摄像头时，采用激光测距方法测得坦克炮上的激光发射器和射击目标之间的实际射击距离，根据测得的所述实际射击距离调用对应的坐标系完成以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加的步骤；

当为可变焦CCD摄像头时，则无需计算虚拟网格的大小，直接选择标准虚拟网格大小对应的坐标系作为叠加坐标系。

2.根据权利要求1所述的一种坦克炮瞄准射击方法，其特征在于，所述叠加坐标系的横轴方向平行于大地，纵轴方向垂直于大地。

3.根据权利要求1所述的一种坦克炮瞄准射击方法，其特征在于，所述虚拟网格为正方形或圆形，当所述虚拟网格为正方形，则将一个虚拟网格的边长作为单位偏移量，当所述虚拟网格为圆形，则将一个虚拟网格的直径作为单位偏移量；

所述基于所述叠加坐标系的虚拟网格计算所述待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，包括：

通过对所述单位偏移量和虚拟网格的个数进行计算，确定待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，所述偏移量包括横向偏移量和纵向偏移量；

其中，所述横向偏移量通过待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点在横轴方向的虚拟网格的个数和单位偏移量相乘得到；所述纵向偏移量通过待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点在纵轴方向的虚拟网格的个数和单位偏移量相乘得到。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种坦克炮瞄准射击方法，其特征在于，在坦克炮对射击目标射击完成后，所述一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

获取目标射击结果，若所述目标射击结果存在射击偏差，则根据所述射击偏差计算在叠加坐标系上对应的偏移量，并根据所述射击偏差对应的偏移量和单位偏移量计算得到虚拟网格的偏移个数，以使射击人员根据所述虚拟网格的偏移个数重新对目标进行瞄准射击。

5.根据权利要求1所述的一种坦克炮瞄准射击方法，其特征在于，所述根据测得的所述实际射击距离调用对应的坐标系，包括：

基于测得的实际射击距离，通过光学成像原理，计算虚拟网格的大小，并根据所述虚拟网格的大小生成对应的坐标系；

其中，计算所述虚拟网格的大小的公式为：

式中，

为虚拟网格的大小，

为目标大小，

为CCD摄像头的焦距，

为实际射击距离。

6.根据权利要求1所述的一种坦克炮瞄准射击方法，其特征在于，所述一种坦克炮瞄准射击方法还包括：

根据待校准图像的背景色彩调整叠加坐标系的颜色和亮度。

7.一种坦克炮瞄准射击装置，其特征在于，包括：

坐标系叠加模块，用于获取CCD摄像头实时采集的待校准图像，并以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加；所述CCD摄像头设置在所述坦克炮的炮管上，所述坦克炮的炮管上设置有CCD摄像头储存仓，用于存放CCD摄像头；

射击参数确定模块，用于根据叠加坐标系中的虚拟网格确定所述待校准图像中射击目标的位置坐标；

瞄准点校准模块，用于基于所述叠加坐标系的虚拟网格计算所述待校准图像中的十字瞄准点与预先建立的坐标原点之间的偏移量，并根据所述偏移量将所述十字瞄准点和所述预先建立的坐标原点对准；

射击模块，用于对准后，根据所述射击目标的位置坐标控制坦克炮瞄准射击目标，并根据测得的实际射击距离控制坦克炮对射击目标射击；

其中，所述待校准图像中的十字瞄准点为待校准图像的中心点；

当输入修改参数时，所述待校准图像中的十字瞄准点根据所述修改参数修改；

当为不可变焦CCD摄像头时，采用激光测距方法测得坦克炮上的激光发射器和射击目标之间的实际射击距离，根据测得的所述实际射击距离调用对应的坐标系完成以待校准图像中的十字瞄准点为坐标原点选择匹配的叠加坐标系进行叠加的步骤；

当为可变焦CCD摄像头时，则无需计算虚拟网格的大小，直接选择标准虚拟网格大小对应的坐标系作为叠加坐标系。

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