Claims (16)
1. Способ определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающий формирование вычислительными средствами в режиме настройки последовательности кадров двумерного тестового сигнала, содержащего сигналы тестовых маркеров с задаваемыми координатами, покадровое преобразование видеопроектором тестового сигнала в тестовое изображение на плоском экране, наложение на тестовое изображение изображений координатных маркеров, преобразование посредством видеокамеры изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый тестовый сигнал, центральный элемент которого сопряжен с осью ствола имитатора оружия, подстройку координатных полей тестового изображения и регистрируемого тестового сигнала, определение и запоминание координат координатных маркеров относительно поля сигнала тестового изображения в качестве эталонных, формирование в рабочем режиме вычислительными средствами непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоно-целевой обстановки в координатном поле тестового сигнала, покадровое преобразование полученного сигнала в изображение фоно-целевой обстановки на плоском экране, наложение на полученное изображение изображений тех же координатных маркеров, преобразование изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый сигнал, определение текущих координат изображений координатных маркеров в регистрируемом сигнале и определение координат точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки, отличающийся тем, что дополнительно вводят в элементы всех сигналов и изображений компоненты, описывающие цветовые оттенки этих элементов в базовых цветах, выбирают количество координатных маркеров не менее четырех, определяют характеристики формы, размера, цвета и относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров и запоминают их в качестве эталонных характеристик, в регистрируемом сигнале выделяют сигналы 1. The method of determining the point of pointing the weapon on the image of the background-target situation in shooting simulators, including the formation by computing means in the mode of setting the sequence of frames of a two-dimensional test signal containing the signals of the test markers with specified coordinates, frame-by-frame conversion by the projector of the test signal into a test image on a flat screen, overlay of coordinate markers on a test image, screen image conversion by means of a video camera and its environs into a two-dimensional recorded test signal, the central element of which is interfaced with the axis of the barrel of the weapon simulator, adjusting the coordinate fields of the test image and the recorded test signal, determining and storing the coordinates of the coordinate markers relative to the field of the signal of the test image as reference, forming in the operating mode by computational means continuous sequence of frames of a two-dimensional signal of the phono-target situation in the coordinate field of the test signal, each Converting the received signal into a background-target image on a flat screen, superimposing images of the same coordinate markers on the received image, converting the image from the screen and its environs into a two-dimensional recorded signal, determining the current coordinates of coordinate marker images in the recorded signal, and determining the coordinates of the pointing point weapons on the image of the phono-target environment, characterized in that the components are additionally introduced into the elements of all signals and images describing the color shades of these elements in basic colors, select the number of coordinate markers of at least four, determine the characteristics of the shape, size, color and relative position of the signals of the image of the coordinate markers and store them as reference characteristics, select signals in the recorded signal
координатных маркеров и определяют их текущие характеристики, идентифицируют в регистрируемом сигнале размещение координатных маркеров по их эталонным и текущим характеристикам, рассчитывают элементы матрицы А проективных преобразований сформированного и регистрируемого изображений фоно-целевой обстановки по текущим и эталонным координатам не менее четырех идентифицированных маркеров, а координаты точки наведения оружия в сигнале изображения фоно-целевой обстановки определяют умножением вектора координат центрального элемента регистрируемого сигнала на обращенную матрицу А, причем преобразование изображений с экрана и его окрестностей в регистрируемые сигналы, а также все последующие действия с этими сигналами и зависящие от них, выполняют аналогично для каждого используемого имитатора оружия с сопряженной с ним отдельной видеокамерой.coordinate markers and determine their current characteristics, identify the location of the coordinate markers in the recorded signal according to their reference and current characteristics, calculate the elements of the matrix A of projective transformations of the generated and recorded images of the background-target environment according to the current and reference coordinates of at least four identified markers, and the coordinates of the point pointing the weapon in the image signal of the phono-target environment is determined by multiplying the coordinate vector of the central element the recorded signal to the inverse matrix A, and the conversion of images from the screen and its environs into the recorded signals, as well as all subsequent actions with these signals and depending on them, are performed similarly for each used weapon simulator with a separate video camera coupled to it.
2. Способ определения точки наведения по п. 1, отличающийся тем, что количество и размещение изображений координатных маркеров в области экрана и размеры координатного поля регистрируемого и регистрируемого тестового сигналов выбирают так, чтобы в заданных диапазонах углов возвышения, упреждения и свала имитатора оружия и для любых координат целей в сигнале фоно-целевой обстановки обеспечить попадание в регистрируемые сигналы сигналов не менее четырех координатных маркеров, координаты которых позволяют образовать в координатном поле не менее одного четырехугольника.2. The method for determining the guidance point according to claim 1, characterized in that the number and placement of images of coordinate markers in the screen area and the size of the coordinate field of the recorded and recorded test signals are chosen so that in the specified ranges of elevation, lead and collapse of the weapon simulator and for any coordinates of the targets in the signal of the phono-target environment to ensure that at least four coordinate markers, the coordinates of which can be formed in the coordinate field, get into the recorded signals e least one quadrilateral.
3. Способ определения точки наведения по п. 1, отличающийся тем, что характеристики формы, размера, цвета и относительного расположения координатных маркеров выбирают так, чтобы их компоненты, сочетания и производные параметры обеспечили выделение и идентификацию сигналов координатных маркеров в регистрируемом и регистрируемом тестовом сигналах.3. The method for determining the guidance point according to claim 1, characterized in that the characteristics of the shape, size, color and relative location of the coordinate markers are chosen so that their components, combinations and derivative parameters ensure the isolation and identification of the signals of the coordinate markers in the recorded and registered test signals .
4. Способ определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающий совокупность признаков по п. 1, отличающийся тем, что выбирают формируемый двумерный тестовый сигнал в виде однотонного поля, выбирают количество встраиваемых в этот сигнал тестовых маркеров с задаваемыми координатами не менее четырех, задают характеристики формы, размера, цвета и относительного расположения тестовых маркеров, задают координаты и характеристики координатных маркеров, отличающиеся от координат и характеристик тестовых маркеров, ориентируют любой из имитаторов оружия и сопряженное с ним координатное поле регистрируемого тестового сигнала так, чтобы обеспечить попадание в этот регистрируемый тестовый сигнал изображений всех тестовых и координатных маркеров, выделяют в регистрируемом тестовом сигнале сигналы тестовых и координатных маркеров, определяют наблюдаемые координаты и характеристики этих маркеров, идентифицируют размещение тестовых маркеров в регистрируемом тестовом сигнале по их наблюдаемым и задаваемым характеристикам, рассчитывают элементы матрицы F проективных преобразований сформированного и регистрируемого тестовых изображений по задаваемым и наблюдаемым координатам сигналов не менее четырех идентифицированных тестовых маркеров, определяют координаты каждого координатного маркера относительно поля сигнала тестового изображения умножением вектора наблюдаемых координат соответствующего координатного маркера на обращенную матрицу F и запоминают их в качестве эталонных координат координатных маркеров, корректируют характеристики относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров по соответствующим эталонным координатам и вместе с заданными характеристиками формы, размера и цвета запоминают их в качестве эталонных характеристик координатных маркеров.4. A method for determining the point of pointing a weapon on the image of the background-target situation in shooting simulators, including a set of features according to claim 1, characterized in that the generated two-dimensional test signal is selected in the form of a monophonic field, the number of test markers embedded in this signal with specified coordinates is selected at least four, specify the characteristics of the shape, size, color and relative location of the test markers, specify the coordinates and characteristics of coordinate markers that differ from the coordinates and character test marker markers, orient any of the weapon simulators and the coordinate field of the recorded test signal associated with it so that images of all test and coordinate markers get into this recorded test signal, extract test and coordinate marker signals in the recorded test signal, determine the observed coordinates and characteristics of these markers, identify the placement of test markers in the recorded test signal according to their observed and specified characteristics am, elements of the matrix F of projective transformations of the generated and recorded test images are calculated from the given and observed coordinates of the signals of at least four identified test markers, the coordinates of each coordinate marker relative to the signal field of the test image are determined by multiplying the vector of the observed coordinates of the corresponding coordinate marker by the inverse matrix F and remember them as reference coordinates of coordinate markers, adjust the characteristics of Yelnia coordinate location markers image signals corresponding reference coordinates and, together with the specified characteristics of shape, size and color storing them as reference characteristics fiducial markers.
5. Способ определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающий совокупность 5. A method for determining the point of pointing a weapon in the image of the background-target situation in shooting simulators, including
признаков по п. 4, отличающийся тем, что после определения координат точек наведения оружия для каждого регистрируемого сигнала преобразуют область двумерного регистрируемого сигнала в окрестности его центрального элемента в приведенный сигнал в координатном поле сигнала фоно-целевой обстановки, определяют координаты подобласти наибольшего подобия приведенному сигналу в окрестности найденной точки наведения оружия в сигнале фоно-целевой обстановки, и используют координаты центрального элемента найденной подобласти в качестве точных координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоно-целевой обстановки.signs according to claim 4, characterized in that after determining the coordinates of the weapon guidance points for each recorded signal, the region of the two-dimensional recorded signal in the vicinity of its central element is converted into a reduced signal in the coordinate field of the signal of the background-target situation, the coordinates of the subregion of the greatest similarity to the given signal are determined neighborhood of the found weapon pointing point in the signal of the phono-target situation, and use the coordinates of the central element of the found subregion as the exact coordinates of the weapon guidance point in the image signal of the background-target situation.
6. Способ определения точки наведения по п. 5, отличающийся тем, что векторы координат элементов приведенного сигнала получают умножением вектора координат каждого соответствующего элемента регистрируемого сигнала на обращенную матрицу А, а значения каждой цветовой компоненты каждого элемента приведенного сигнала в узлах координатного поля сигнала фоно-целевой обстановки получают интерполяцией значений соответствующих компонентов близлежащих элементов регистрируемого сигнала.6. The method for determining the guidance point according to claim 5, characterized in that the coordinate vectors of the elements of the reduced signal are obtained by multiplying the coordinate vector of each corresponding element of the recorded signal by the inverse matrix A, and the values of each color component of each element of the reduced signal in the nodes of the coordinate field of the background signal The target environment is obtained by interpolating the values of the corresponding components of the neighboring elements of the recorded signal.
7. Способ определения точки наведения по п. 5, отличающийся тем, что размеры преобразуемой области регистрируемого сигнала задают такими, чтобы обеспечить более широкие диапазоны допустимых погрешностей преобразований сигналов и искажений координатных полей изображений для устойчивого определения подобласти наибольшего подобия в сигнале фоно-целевой обстановки, а размеры области поиска подобласти наибольшего подобия по каждой оси координат ограничивают для обеспечения однозначности определения такой подобласти.7. The method for determining the guidance point according to claim 5, characterized in that the dimensions of the transformed region of the recorded signal are set so as to provide wider ranges of permissible errors of signal transformations and distortions of the coordinate fields of the images for stable determination of the subregion of greatest similarity in the signal of the background-target environment, and the dimensions of the search region of the subdomain of the greatest similarity on each coordinate axis are limited to ensure the uniqueness of determining such a subdomain.
8. Способ определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающий совокупность признаков по п. 5, отличающийся тем, что в каждом кадре после формирования двумерного сигнала фоно-целевой обстановки дополнительно задают 8. A method for determining the point of pointing a weapon on the image of the phono-target environment in shooting simulators, including a set of features according to claim 5, characterized in that in each frame, after the formation of a two-dimensional signal, the phono-target environment is additionally set
показатели и критерии подобия сигналов изображений, проводят поиск и определяют координаты нескольких опорных точек с наилучшими показателями подобия подобластей сигнала фоно-целевой обстановки в окружающих областях этого же сигнала, для каждого имитатора оружия при определении подобласти наибольшего подобия приведенному сигналу в окрестностях найденной точки наведения оружия определяют также показатели подобия этой подобласти, для найденных опорных точек умножением векторов их координат на матрицу А рассчитывают векторы координат этих опорных точек в регистрируемом сигнале, из числа опорных точек отбирают те, рассчитанные векторы координат которых попадают в координатное поле регистрируемого сигнала, преобразуют аналогичным образом в приведенные сигналы областей регистрируемого сигнала в окрестностях отобранных опорных точек, определяют координаты и показатели подобия подобластей наибольшего подобия приведенным сигналам в окрестностях отобранных опорных точек в сигнале фоно-целевой обстановки, определяют лучшую опорную подобласть наибольшего подобия по показателям подобия и минимальной разности координат этой подобласти и координат найденной точки наведения оружия, а в качестве точных координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоно-целевой обстановки используют либо координаты центрального элемента подобласти наибольшего подобия в окрестностях найденной точки наведения оружия, если эта подобласть имеет более высокие показатели подобия и ее координаты принадлежат координатному полю сигнала фоно-целевой обстановки, либо координаты центрального элемента подобласти наибольшего подобия лучшей опорной точки, откорректированные на разность координат этой опорной точки и координат найденной точки наведения оружия, в других случаях.indicators and similarity criteria for image signals, conduct a search and determine the coordinates of several reference points with the best similarity indicators of the sub-areas of the signal of the phono-target situation in the surrounding areas of the same signal, for each weapon simulator, when determining the sub-area of the greatest similarity to the given signal in the vicinity of the found weapon pointing point, determine also similarity indicators of this subregion, for the found reference points, the coordinate vectors are calculated by multiplying the vectors of their coordinates by the matrix A At these reference points in the recorded signal, from the reference points, select those whose calculated coordinate vectors fall into the coordinate field of the registered signal, transform them in the same way into the reduced signals of the regions of the recorded signal in the vicinity of the selected reference points, determine the coordinates and similarity indicators of the subdomains of the greatest similarity to the above the signals in the vicinity of the selected reference points in the signal of the phono-target environment, determine the best reference subdomain of the greatest similarity n about similarity indicators and the minimum difference in the coordinates of this subregion and the coordinates of the found weapon guidance point, and as the exact coordinates of the weapon guidance point in the image signal of the phono-target situation, either the coordinates of the central element of the largest similarity subregion in the vicinity of the found weapon guidance point, if this subregion has higher similarity indices and its coordinates belong to the coordinate field of the signal of the phono-target environment, or the coordinates of the central element of the subregion n great- est similarity best reference point, adjusted by the difference in the coordinates of the reference point and the coordinates of the found weapon aiming point, in other cases.
9. Устройство определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающее экран, вычислительную систему, подключенный к ее первому видеовыходу монитор, 9. A device for determining the point of pointing a weapon on the image of the background-target situation in shooting simulators, including a screen, a computer system, a monitor connected to its first video output,
устройства управления, подключенные ко входу управления вычислительной системы, видеопроектор с системой регулирования, подключенный ко второму видеовыходу вычислительной системы, имитатор оружия и закрепленную на нем видеокамеру с системами регулирования и интерфейса, выход которой соединен со входом видеоинтерфейса вычислительной системы, отличающееся тем, что в него дополнительно введены имитаторы оружия по количеству одновременно обучаемых стрелков, такое же количество видеокамер с системами регулирования и интерфейса, закрепленные на соответствующих имитаторах оружия, набор координатных маркеров и регулятор, вход которого подключен к выходу управления вычислительной системы, выход регулятора подключен к излучающим элементам набора координатных маркеров, а выходы дополнительных видеокамер соединены с соответствующими входами видеоинтерфейса вычислительной системы.control devices connected to the control input of the computer system, a video projector with a control system connected to the second video output of the computer system, a weapon simulator and a video camera mounted on it with control and interface systems, the output of which is connected to the input of the video interface of the computer system, characterized in that additionally imitated weapons in the number of simultaneously trained shooters, the same number of cameras with control systems and interface, fixed weapons, the set of coordinate markers and the regulator, the input of which is connected to the control output of the computer system, the output of the controller is connected to the radiating elements of the set of coordinate markers, and the outputs of additional video cameras are connected to the corresponding inputs of the video interface of the computer system.
10. Устройство определения точки наведения оружия по п. 9, отличающееся тем, что вычислительная система, монитор, видеопроектор и видеокамеры выполнены таким образом, что они формируют, отображают и регистрируют цветные сигналы и изображения в единой цветовой системе координат, координатные маркеры расположены в одной плоскости с экраном, вблизи внешних границ проецируемых на него изображений, количество координатных маркеров в наборе и их размещение выбраны так, что в заданных диапазонах углов возвышения, упреждения и свала имитаторов оружия и для любых положений изображений целей на экране обеспечивают попадание в поле зрения любой видеокамеры не менее четырех координатных маркеров, изображения которых позволяют образовать не менее одного четырехугольника.10. The device for determining the point of guidance of a weapon according to claim 9, characterized in that the computing system, monitor, video projector and video cameras are made in such a way that they form, display and register color signals and images in a single color coordinate system, the coordinate markers are located in one planes with a screen, near the outer borders of the images projected onto it, the number of coordinate markers in the set and their placement are selected so that in the given ranges of elevation angles, lead-in and dump simulators about uzhiya and for the purposes of any provisions of the images on the screen allow entering the field of view of any camcorder at least four fiducial markers, which allow images to form at least one of the quadrangle.
11. Устройство определения точки наведения оружия по п. 9, отличающееся тем, что каждый координатный маркер из набора выполнен в виде монохромного излучателя видимых или невидимых световых волн с регулируемой интенсивностью и установлен так, что его диаграмма направленности 11. The device for determining the point of guidance of a weapon according to claim 9, characterized in that each coordinate marker from the set is made in the form of a monochrome emitter of visible or invisible light waves with adjustable intensity and is set so that its radiation pattern
охватывает места размещения стрелков с имитаторами оружия перед экраном, диапазон световой чувствительности видеокамер выбран так, что он охватывает длины волн излучателей координатных маркеров, а выбранные форма, размеры, цвета и асимметричность расположения координатных маркеров обеспечивают их идентификацию в наборе при наблюдении не менее четырех таких маркеров.covers the locations of shooters with weapon simulators in front of the screen, the light sensitivity range of the cameras is selected so that it covers the wavelengths of the emitters of the coordinate markers, and the selected shape, size, colors and asymmetry of the location of the coordinate markers ensure their identification in the set when observing at least four such markers .