CN115984369A - 一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法 - Google Patents

Abstract

一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法，采用枪支上安装姿态检测器的方法，实时采集记录枪支在击发前瞄准过程中的角度变化，并根据射击距离从角度变化计算出靶面的瞄准点位置变化，形成射击瞄准轨迹。针对实弹射击训练，本发明提供了一种有效获得射击瞄准轨迹的方法。

Description

一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法

技术领域

本发明涉及实弹射击训练技术，是获得轻武器实弹射击瞄准轨迹的一种方法。

背景技术

目前在射击瞄准训练中，普遍是采用枪管前部安装激光发射器，瞄准过程中在靶面采集其激光束，以获得其瞄准轨迹。这种方法的缺点是：1)安装与校准麻烦，需要在枪管前部安装激光发射器并进行校准；2)需要在扳机处加装开关，以便激光发射器与扳机联动，影响射击动作；3)在枪管前部安装部件导致枪支重量变化，影响正常射击动作；4)户外实弹射击时，在百米以上射击距离无法采集到靶面激光点；5)受制于摄像机帧率，每秒只能采集到30个激光点，无法形成短时间的瞄准轨迹。因此，用激光发射器并采集激光点形成射击瞄准轨迹的方法仅适用于室内模拟射击训练中。

发明内容

本发明针对上述方法的不足，提供了一种采用姿态检测器，结合实弹弹孔位置，通过计算方法得到射击瞄准轨迹的方法。本方法有效克服了上述难点，具有高准确率、使用方便、适用各种场合的特点。

本发明采用的技术方案是：

一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法，包括如下步骤：

步骤一：在实弹射击的枪支上，安装姿态检测器，该传感器连续采集时序的水平角、垂直角以及纵深方向的加速度数据序列A；

步骤二：正对靶面安装摄像机，实时采集其视频图像并采用图像分析方法获得靶面新弹孔P的位置；

步骤三：在子弹击发瞬间，姿态检测器采集到纵深方向加速度的瞬时变化，记录该时间点为子弹击发时间点t；

步骤四：根据轨迹提取时间长度要求与姿态检测器数据采样频率确定提取的数据个数d，以子弹击发时间点t之前一点为终点，在A中提取d个最近的角度数据，即t-1点数据为最后一个，组成轨迹角度集G；

步骤五：在G中，设定最后一点的水平角与垂直角为角度坐标原点，依次计算从第一点到最后一点的水平角与垂直角相对角度坐标原点的角度偏移量；根据三角函数，从角度偏移量与射击距离求得靶面水平位移量与垂直位移量；

步骤六：以P为坐标原点，将G中各点按照时间顺序输出其靶面水平位移量与垂直位移量的坐标点连线，得到靶面瞄准轨迹。

进一步，所述步骤一中，所述姿态检测器包含六轴传感器、九轴传感器或三轴加速度传感器和数字陀螺仪。

更进一步，所述步骤三中，可同时进行射弹计数。

本发明的有益效果是：1)安装简便，可直接采用吸附方式固定在枪身任何位置，不影响精度，不影响射击动作，无需校准；2)不需要改动枪支，不会带来枪支配重的变化；3)采集频率高，由于姿态传感器采样频率远高于摄像机帧率，可形成比如几十毫秒内的瞄准轨迹；4)适用于真枪实弹射击训练；5)通用于野外或室内射击训练。

附图说明

图1是枪支姿态检测器与靶面摄像机示意图。

图2是瞄准轨迹计算流程图。

图3是射击距离与靶面弹着点与瞄准轨迹点位置关系示意图。

具体实施方式

结合附图，对本发明可能的一种实现方式进一步描述。

图1中，姿态传感器1安装在枪身上，摄像机2近距离安装在靶面正前方地面，图中靶面上P点为弹着点。

图2中，传感器连续采集传感器水平角度Ah、垂直角度Av与纵深方向的加速度数据，在瞄准过程中，传感器的纵深方向不会发生加速改变；当击发子弹时，传感器的纵深方向加速度发生瞬时变化，接收到子弹击发的时刻为t，从采集到的角度数据集{Ah，Av}中提取t点之前最近的d个数据组成轨迹角度集G，这些数据反映了子弹击发前瞄准过程中枪身的角度变化，依此可计算出瞄准点的变化轨迹。以G中最后一个点为角度坐标原点，其水平角与垂直角为0度，G中每个点与原点的角度差为其角度偏移量PAh与PAv。

图3中，S为靶面瞄准轨迹点，P为靶面新弹孔点，M为姿态传感器安装点；M点与P点之间的连线长度为射击距离D。在靶面P点与S点形成一个矩形，MP与MH之间的夹角为水平角度偏移量PAh，MP与MV之间的夹角为垂直角度偏移量PAv；根据三角函数，从角度偏移量PAh、PAv与射击距离D求得靶面水平位移量Fh与垂直位移量Fv，即：Fh＝D＊tan(PAh)，Fv＝D＊tan(PAv)。以靶面P点为平面坐标原点，将计算出的Fh与Fv形成的点序列连续输出在靶面图像上，即得到射击瞄准轨迹。

Claims (3)

1.一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法，其特征在于：所述采集方法包括如下步骤：

步骤一：在实弹射击的枪支上，安装姿态检测器，该传感器连续采集时序的水平角、垂直角以及纵深方向的加速度数据序列A；

步骤二：正对靶面安装摄像机，实时采集其视频图像并采用图像分析方法获得靶面新弹孔的靶面位置P；

步骤三：在子弹击发瞬间，姿态检测器采集到纵深方向加速度的瞬时变化，记录该时间点为子弹击发时间点t；

步骤四：根据轨迹提取时间长度要求与姿态检测器数据采样频率确定提取的数据个数d，以子弹击发时间点t之前一点为终点，在A中提取d个最近的角度数据，即t-1点数据为最后一个，组成轨迹角度集G；

步骤五：在G中，设定最后一点的水平角与垂直角为角度坐标原点，依次计算从第一点到最后一点的水平角与垂直角相对角度坐标原点的角度偏移量；根据三角函数，从角度偏移量与射击距离求得靶面水平位移量与垂直位移量；

步骤六：以P为坐标原点，将G中各点按照时间顺序输出其靶面水平位移量与垂直位移量的坐标点连线，得到靶面瞄准轨迹。

2.如权利要求1所述的一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法，其特征在于：所述步骤一中，所述姿态检测器包含六轴传感器、九轴传感器或三轴加速度传感器和数字陀螺仪。

3.如权利要求1所述的一种基于枪支姿态检测的射击瞄准轨迹采集方法，其特征在于：所述步骤三中，可同时进行射弹计数。

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