CN211668348U - 一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，包括射击枪和靶标，所述靶标对应的位置放置有智能视觉监视定位设备，所述内腔的内侧放置有模块组，所述模块组的后侧连通有图像采集设备，所述图像采集设备贯穿智能视觉监视定位设备的箱体拍摄到靶标。该基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，通过视觉系统对弹孔进行识别，定位精准度高，射击环数成绩检测精度高准确可信；在不需要补可见光条件下全天候使用；实弹射击和激光训练一机共用，通过实弹射击与激光射击1秒钟一键转换，应用激光设备检查射击瞄准问题，快速提高实弹射击成绩，还可以节省使用方设备采购成本，减少实弹和激光射击训练设备转换时间。

Description

一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统

技术领域

本实用新型涉及轻武器射击训练技术领域，具体为一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统。

背景技术

现有的视觉射击训练设备全部是通过在武器或靶杆上加装传感器，通过振动或声音等信号捕捉实弹射击的动作，之后控制安装在靶杆前下方的摄像机抓取靶纸单张图片，再通过网络将该图片传输到服务器，通过与上一次射击时靶纸的图像进行弹点比对、识别和计算，然后将发现的弹点通过网络传送给显示设备，显示报靶成绩，另外视觉射击训练设备中均使用可见光摄像机，显示设备为计算机、手机或单色液晶显示设备；1.使用可见光摄像机导致无法在光线较暗、无可见光补光的情况下实施报靶，特别是夜间射击在不能使用可见光补光的情况下（部队训练规定不能补可见光），无法正常工作；2.因为传感器对震动声音连续重复信号的识别精度原因，使得其他系统连续射击间隔不得小于0.3秒，对速射和点射报靶困难；3.使用传感器增加设备复杂性，靶杆上安装传感器容易被子弹误击中，而在武器上安装传感器，影响射击动作；4.使用传感器触发拍照的方式，因为获取弹点信息的不连贯，无法实现激光辅助射击的瞄靶轨迹显示功能；5.前端摄像机抓取照片回传到服务器（计算机）进行运算，导致弹点识别慢、显示等待时间长；6.连续两次射击时间间隔长，外界光照等环境变化大，弹点识别精准度会降低；7.单色液晶显示设备显示效果不好；8.单一无线通信模式，通信不够可靠。有线通信方式不利于设备架设和野外靶场使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，包括射击枪和靶标，其特征在于：所述靶标对应的位置放置有智能视觉监视定位设备，所述智能视觉监视定位设备的内侧开设有内腔，所述内腔的内侧放置有模块组，所述模块组的后侧连通有图像采集设备，所述图像采集设备贯穿智能视觉监视定位设备的箱体拍摄到靶标，所述内腔的顶端镶嵌有与模块组连通的控制面板，所述射击枪处放置有射击显示控制终端，所述射击显示控制终端的内侧镶嵌有薄膜按键面板，所述射击显示控制终端的上盖内侧镶嵌有与薄膜按键面板连通的显示屏，所述智能视觉监视定位设备与射击显示控制终端之间放置有无线通信箱。

优选的，所述模块组包括单目图像采集模块和数据分析计算模块、wifi通信模块、Lora通信模块、近红外补光系统。

优选的，所述内腔的内壁底端固接有固定槽，所述固定槽与模块组插接相连。

优选的，所述薄膜按键面板底端连通有wifi通信模块、Lora通信模块、语音播报模块、电源和箱体组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，通过视觉系统对弹孔进行识别，定位精准度高，平均定位偏差小，射击环数成绩检测精度高、准确可信； 在不需要补可见光条件下全天候使用；实弹射击和激光训练一机共用，通过实弹射击与激光射击1秒钟一键转换，应用激光设备检查射击瞄准问题，快速提高实弹射击成绩，还可以节省使用方设备采购成本，减少实弹和激光射击训练设备转换时间；自然分布下，500发子弹才需更换一张普通靶纸，节省糊靶、验靶时间，将训练成本降低到平均0.2分钱/发弹，是其他报靶设备耗材成本的1/150。

基于单目智能图像采集和处理的弹点定位系统，采用安装有波长780nm-920nm带通滤光片的黑白感光芯片，以及固定光圈镜头等组件实时获取靶纸图像，通过基于ARM架构的高速图像处理和弹点定位系统自动分析处理、智能识别弹孔及对弹孔定位，该系统使用的图像采集系统可智能感光，并根据外界光强度自动调整增益、快门、帧频，还可通过处理系统控制其他设备补近红外光，使该系统具备全天候工作能力。

基于ARM架构的射击成绩显示控制终端。该设备为基于ARM架构开发的成绩显示和射击控制终端。通过彩色液晶显示射击成绩，射击控制终端可以通过按键选择实弹或激光、昼间或夜间、是否语音报靶、开始射击、暂停射击、结束射击等训练功能，提高操作便利性和成绩直观性。

基于wifi和Lora的双模式射击系统无线通信架构。在射击系统弹点数据传输中，以wifi为主要通信方式，Lora为备用通信方式，既可以确保通信可靠性，还可以实现监视设备与显控设备的一对一工作。

附图说明

图1为射击显示控制终端的结构示意图；

图2为无线通信箱的结构示意图；

图3为智能视觉监视定位设备的结构示意图；

图4为模块组的结构示意图。

图中：1、射击显示控制终端，2、无线通信箱，3、智能视觉监视定位设备，4、显示屏，5、内腔，6、薄膜按键面板，7、控制面板，8、模块组，9、固定槽，10、图像采集设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，包括射击枪和靶标，射击枪可以使用实弹射击枪、激光训练枪或外挂激光发射器的射击枪，靶标对应的位置放置有智能视觉监视定位设备3，智能视觉监视定位设备3的内侧开设有内腔5，内腔5的内壁底端固接有固定槽9，固定槽9与模块组8插接相连，内腔5的内侧放置有模块组8，模块组8包括单目图像采集模块和数据分析计算模块、wifi通信模块、Lora通信模块、近红外补光系统，模块组8的后侧连通有图像采集设备10，图像采集设备10贯穿智能视觉监视定位设备3的箱体拍摄到靶标，监控箱3为智能视觉监视定位设备：可以通过采用安装有780nm-920nm带通滤光片的单目智能图像采集处理和弹点定位系统、wifi通信模块、Lora通信模块、近红外补光系统、电源和箱体等组成；设备以10帧/秒以上的速度实时采集、分析处理靶纸图像，智能识别靶面实弹弹着点或者激光点，并将弹点信息回传给靶位显示控制终端，设备最小报靶间隔1/10秒,完全满足极限速射要求；此外，通过自动感光和控制补近红外光，可实现昼夜全时工作；内腔5的顶端镶嵌有与模块组8连通的控制面板7，射击枪处放置有射击显示控制终端1，射击显示控制终端1的内侧镶嵌有薄膜按键面板6，射击显示控制终端1的上盖内侧镶嵌有与薄膜按键面板6连通的显示屏4，射击显示控制终端1为靶位显示控制终端，可以通过彩色液晶显示屏、基于ARM架构开发的显示控制系统、薄膜按键面板、wifi通信模块、Lora通信模块、语音播报模块、电源和箱体组成，根据需求选择工作模式，接收监视设备回传的弹点信息，在液晶屏模拟靶纸上标记弹着点和环数等成绩信息；智能视觉监视定位设备3与射击显示控制终端1之间放置有无线通信箱2，无线通信箱2可以通过2.4G和5.8G双频wifi通信模块、电源、箱体组成，为本系统建立一个小型无线局域网，是信息传递交互的通信枢纽，薄膜按键面板6底端连通有wifi通信模块、Lora通信模块、语音播报模块，通过薄膜按键面板6控制设备模式。

使用在黑白CMOS感光芯片上安装有带通滤光片的单目智能图像采集处理设备和基于ARM架构的弹点数据分析计算定位模块集成一体的嵌入式系统，其中，安装有带通滤光片的单目智能图像采集处理设备，可以使得黑白CMOS芯片所成靶面图像中图像均质、且人形基本不可见，降低图像中奇异信号对弹点识别的影响，可以显著提高弹点识别的准确率。

近红外波段激光发射器使用大功率近红外激光，激光器可持续发射激光，也可间歇式发射脉冲激光，激光器配有高精密调整手轮，单刻度调整≤0.25mrad，确保在100米射击时激光与武器能够精确校准。

打开无线通信箱电源，将wifi天线辐射信号覆盖整个靶标位和靶架架设区域，建立一个小型无线局域网；智能视觉监视定位设备开机后置于靶架前，前后左右移动智能视觉监视定位设备，将靶纸放在监视图像的中心位置，显示“图像定位正常”后结束智能视觉监视定位设备调整工作，打开射击显示控制终端，待显示通信正常、靶位正常、图像正常后表明射击显示控制终端工作正常，根据实际需求选择实弹/激光，昼间/夜间、有无语音等工作模式，如果单一控制方式，在射击显示控制终端选择开始射击,进行射击训练。如果统一控制方式，射击显示控制终端准备完成后等待集中控制系统统一下发开始射击/结束射击的指令，各靶位的射击信息在射击显示控制终端和集中控制系统均能显示。射击显示控制终端或者集中控制系统由结束状态再转换为开始状态时，靶纸靶面或者模拟靶面上标记的弹着点自动消隐，不需要更换靶纸。智能视觉监视定位设备的高速相机实时获取靶纸变化情况，初步判断出靶纸变化的位置，再依据弹孔识别判断准则，准确识别出弹着点，做到无偏差定位弹孔位置。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“放置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，包括射击枪和靶标，其特征在于：所述靶标对应的位置放置有智能视觉监视定位设备（3），所述智能视觉监视定位设备（3）的内侧开设有内腔（5），所述内腔（5）的内侧放置有模块组（8），所述模块组（8）的后侧连通有图像采集设备（10），所述图像采集设备（10）贯穿智能视觉监视定位设备（3）的箱体拍摄到靶标，所述内腔（5）的顶端镶嵌有与模块组（8）连通的控制面板（7），所述射击枪处放置有射击显示控制终端（1），所述射击显示控制终端（1）的内侧镶嵌有薄膜按键面板（6），所述射击显示控制终端（1）的上盖内侧镶嵌有与薄膜按键面板（6）连通的显示屏（4），所述智能视觉监视定位设备（3）与射击显示控制终端（1）之间放置有无线通信箱（2）。

2.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，其特征在于：所述模块组（8）包括单目图像采集模块和数据分析计算模块、wifi通信模块、Lora通信模块、近红外补光系统。

3.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，其特征在于：所述内腔（5）的内壁底端固接有固定槽（9），所述固定槽（9）与模块组（8）插接相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于单目视觉的轻武器全天候智能射击训练系统，其特征在于：所述薄膜按键面板（6）底端连通有wifi通信模块、Lora通信模块、语音播报模块、电源和箱体组成。

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