CN206247950U - 一种基于图像处理机构的自动报靶系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种基于图像处理机构的自动报靶系统，包括靶箱及支撑架，靶箱包括箱体、防光干扰单元、缓冲机构、靶纸和图像处理机构，防光干扰单元包括遮光罩、及补光源，缓冲机构包括空气阻尼缓冲层，空气阻尼缓冲层枢轴连接于箱体的顶壁，箱体的敞口端具有一外延臂，图像处理机构设置于外延臂上。本实用新型的遮光罩减少了外界光照环境干扰、补光源使得靶纸具有充足光源，提高了图像质量，便于后期识别；缓冲机构减少了靶箱的震动，进一步提高了图像质量；脆质靶纸使得弹孔更规则，方便图像去噪，使得识别更准确；FPGA模块在灰度去噪、图形去噪基础上实现图像差分处理，直接得到有效准确的差分点图像。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种报靶系统，尤其涉及一种基于图像处理机构的自动报靶系统，属于射击训练器材的技术领域。
背景技术
自动报靶系统是解决人工报靶的精度不高、延时大、使用不方便、人员浪费、扩展性差等问题而设计的。
目前自动报靶系统实现原理有基于图像处理的、激光坐标、电容、超声波传感器的。主要用于枪械设计领域。我国设计训练器材的性能情况还很落后，大多数都是人工报靶，只有少数是自动报靶系统。其中原因有二点：第一是自动报靶系统的科技含量高，成本相对较高；二是少数模拟训练系统，只能去自己模拟训练，不能进行实弹射击，训练的质量还难以保证，因此，射击训练器材重心放在真正使用的自动报靶系统的研发上。当前自动报靶系统技术还不够成熟，系统环境的适应性差、性能单一，不能满足射击训练需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种基于图像处理机构的自动报靶系统。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种基于图像处理机构的自动报靶系统，包括靶箱及设置靶箱底部的支撑架，
所述靶箱包括箱体、防光干扰单元、缓冲机构、靶纸和用于采集靶纸图像信息并识别靶纸上弹孔的图像处理机构，
所述防光干扰单元包括设置于所述箱体的敞口端外周的遮光罩、及设置于所述遮光罩罩口两侧的补光源，
所述缓冲机构包括设置于箱体内的空气阻尼缓冲层，所述空气阻尼缓冲层的顶端枢轴连接于所述箱体的顶壁，
所述靶纸设置于所述箱体内并位于所述空气阻尼缓冲层与所述箱体的敞口端之间，
所述箱体的敞口端具有一外延臂，所述图像处理机构设置于所述外延臂上。
优选地，所述图像处理机构滑动设置于所述外延臂上，并且图像处理机构的图像数据采集端朝向可调，所述图像数据采集端朝向所述靶纸。
优选地，所述图像处理机构包括摄像头、图像识别模块和无线通讯模块，所述图像设别模块分别与所述摄像头、无线通讯模块相连，所述无线通讯模块与外部PC端、手机相无线通讯连接。
优选地，所述图像识别模块为FPGA模块。
优选地，所述靶箱内设有震动传感器，所述震动传感器与所述图像处理机构相连。
优选地，所述缓冲机构还包括内置缓冲层，所述内置缓冲层设置于所述箱体内朝向所述敞口端的内壁上。
优选地，所述空气阻尼缓冲层为缓冲网布。
优选地，所述支撑架为升降三角架。
优选地，所述图像处理机构背离靶箱端具有缓冲防护层。
本实用新型的有益效果主要体现在：
1.遮光罩减少了外界光照环境干扰、补光源使得靶纸具有充足光源，提高了图像质量，便于后期识别；
2.缓冲机构减少了靶箱的震动，进一步提高了图像质量；
3.脆质靶纸使得弹孔更规则，方便图像去噪，使得识别更准确；
4.FPGA模块在灰度去噪、图形去噪基础上实现图像差分处理，直接得到有效准确的差分点图像。
附图说明
图1是本实用新型一种基于图像处理机构的自动报靶系统的结构示意图；
图2是本实用新型一种基于图像处理机构的自动报靶系统的另一视角结构示意图；
图3是本实用新型中空气阻尼缓冲层受撞击形变的结构示意图；
图4是本实用新型中图像识别模块的图像去噪差分原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种基于图像处理机构的自动报靶系统。以下结合附图对本实用新型技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。
一种基于图像处理机构的自动报靶系统，如图1和图2所示，包括靶箱及设置靶箱底部的支撑架2，该支撑架2优选为升降三角架，便于调节靶箱高度。
其中，靶箱包括箱体1、防光干扰单元、缓冲机构、靶纸3和用于采集靶纸图像信息并识别靶纸上弹孔的图像处理机构4。靶纸3为脆性材质纸，子弹击穿后会有规则的弹孔，有效排除图像噪点，提高识别准确性。
防光干扰单元包括设置于箱体的敞口端外周的遮光罩5、及设置于遮光罩5罩口两侧的补光源6。该遮光罩为向外敞开的呈喇叭口状的白色遮光罩，便于漫反射增加亮度，并遮挡干扰光源，使靶纸上光源分布平均不受干扰，而补光源用于照射靶纸，使得靶纸上光源分布平均且光源充足，提高图像采集的质量，便于后期识别，补光源优选采用白色补光源。
缓冲机构包括设置于箱体1内的空气阻尼缓冲层7，空气阻尼缓冲层7的顶端枢轴连接于箱体1的顶壁，靶纸3设置于箱体内并位于空气阻尼缓冲层7与箱体的敞口端之间，如图3所示，该阻尼缓冲层为缓冲网布，空气阻尼能降低子弹穿击带来的震动，提高靶箱稳定性，便于图像处理单元处理，使得识别更精确，报靶准确稳定。
箱体的敞口端具有一外延臂8，图像处理机构4设置于外延臂8上，图像处理机构的图像采集端朝向靶纸。
对本案进行优化，图像处理机构滑动设置于外延臂上或者外延臂为伸缩臂，并且图像处理机构4的图像数据采集端朝向可调，图像数据采集端朝向靶纸。即图像数据采集端与靶纸的距离可调，并且图像数据采集端的朝向可调。便于根据现场环境调节适宜的距离及角度。
对图像处理机构进行细化描述，图像处理机构4包括摄像头9、图像识别模块10和无线通讯模块11，图像设别模块10分别与摄像头9、无线通讯模块11相连，无线通讯模块11与外部PC端、手机相无线通讯连接。具体地，摄像头对靶纸进行拍摄，得到靶纸的图像数据，并将图像数据传输至图像识别模块进行识别，识别后的信息通过无线通讯模块发送至外部设备。
更具体地，图像识别模块为FPGA模块。靶箱内设有震动传感器12，震动传感器12与图像处理机构相连，当震动传感器12接收到震动信号后，FPDA模块对震动前后的图像数据进行差分处理。FPGA为硬件系统的核心，实现运算、控制、存储等功能，FPGA控制摄像头采集图像、接收震动传感器捕捉的震动信息、并接收外部设备的调取指令信息。识别的方法，如图4为图像去噪差分原理图，首先是对震动前后图像进行灰度去噪，然后图像差分处理得到差分图，接着图形去噪得到最终的差分图像。当然灰度去噪可在差分处理之后，通过震动传感器捕捉到震动信息，然后发出当前捕捉图像与之前捕捉的图像做差分处理，差分值为本次变化点，分类去噪后即可得到图像变化点。对图形去噪和灰度去噪进行描述，从图像的形状、和图像灰度两个方面识别噪点，即去除靶纸本身的灰度噪点和干扰孔噪点，即确定一个阈值，通过该值滤除干扰。
图像处理机构背离靶箱端具有缓冲防护层14。隔挡及缓冲防护层能有效防止子弹对补光源和图像处理机构造成损伤。
最后，缓冲机构还包括内置缓冲层15，内置缓冲层设置于箱体内朝向敞口端的内壁上。进一步提高靶箱的稳定性。提高抗震效果。
通过以上描述可以发现，本实用新型的遮光罩减少了外界光照环境干扰、补光源使得靶纸具有充足光源，提高了图像质量，便于后期识别；缓冲机构减少了靶箱的震动，进一步提高了图像质量；脆质靶纸使得弹孔更规则，方便图像去噪，使得识别更准确；FPGA模块在灰度去噪、图形去噪基础上实现图像差分处理，直接得到有效准确的差分点图像。
以上对本实用新型的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本实用新型的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本实用新型的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于图像处理机构的自动报靶系统，包括靶箱及设置靶箱底部的支撑架，其特征在于：
所述靶箱包括箱体、防光干扰单元、缓冲机构、靶纸和用于采集靶纸图像信息并识别靶纸上弹孔的图像处理机构，
所述防光干扰单元包括设置于所述箱体的敞口端外周的遮光罩、及设置于所述遮光罩罩口两侧的补光源，
所述缓冲机构包括设置于箱体内的空气阻尼缓冲层，所述空气阻尼缓冲层的顶端枢轴连接于所述箱体的顶壁，
所述靶纸设置于所述箱体内并位于所述空气阻尼缓冲层与所述箱体的敞口端之间，
所述箱体的敞口端具有一外延臂，所述图像处理机构设置于所述外延臂上。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述图像处理机构滑动设置于所述外延臂上，并且图像处理机构的图像数据采集端朝向可调，所述图像数据采集端朝向所述靶纸。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述图像处理机构包括摄像头、图像识别模块和无线通讯模块，所述图像设别模块分别与所述摄像头、无线通讯模块相连，所述无线通讯模块与外部PC端、手机相无线通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述图像识别模块为FPGA模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述靶箱内设有震动传感器，所述震动传感器与所述图像处理机构相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述缓冲机构还包括内置缓冲层，所述内置缓冲层设置于所述箱体内朝向所述敞口端的内壁上。
7.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述空气阻尼缓冲层为缓冲网布。
8.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述支撑架为升降三角架。
9.根据权利要求1所述的一种基于图像处理机构的自动报靶系统，其特征在于：所述图像处理机构背离靶箱端具有缓冲防护层。
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| CN108805144A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-13 | 杭州晨鹰军泰科技有限公司 | 基于形态学矫正的弹孔识别方法及系统、报靶设备 |
| CN115200413A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-10-18 | 沈阳中科智胜科技有限公司 | 一种用于视频报靶的图像采集装置和方法 |
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