[发明专利]自动报靶及测速装置及其定位测速方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动报靶装置，具体涉及一种自动报靶及测速装置及其定位测速方法。

背景技术

报靶分为报胸环靶和坐标靶两种。前者只要求报出着弹点环数，应用于各类训练、比赛及娱乐设施；后者还要求报出着弹点精确的几何坐标，一般用于轻武器调校精度。传统的人工报靶占用人力，安全性不好，效率低下，不能检测连发，因而近年来出现了各类自动报靶系统，但往往存在着购置及使用成本高、使用不方便、着弹点多且重叠时易出错、系统复杂可靠性差等问题，从而限制了自动报靶装置的推广。已有的自动报靶系统按原理通常分为四类：超声波激波法，双层电极短路采样法，激光对管或光幕法，图像处理法。其中超声波激波法利用弹丸超音速飞行时产生的激波或弹丸击穿靶材所产生的超声波进行检测，前者如专利号为CN200610102134.X的激波报靶系统，要求弹丸必须为超音速弹丸，不能检测弹丸速度较低的部分手枪；后者如专利号为CN201010231582.6的超声电子靶实弹射击多通道自动报靶系统，对靶材有一定要求，相应的信号处理算法较复杂，不易用嵌入式硬件实现。双层电极短路采样法采用2层导电层间夹一层绝缘层制作靶材，有弹丸穿过时相应点导通进行检测，如专利号为CN201310077701.0的一种轻武器实弹射击自动报靶的装置及其工作方法，缺点为靶材较贵，使用成本高。激光对管或光幕法利用对射的激光管或光纤组成光网格，有弹丸穿过时遮挡光网格而被检测，如专利号为CN200710019000.6的光幕阵列自动报靶装置及方法，缺点为光幕制作及安装的精度要求较高，因而成本昂贵，也有用摄像头或线阵CCD取代接收管的，但灵敏度有限，曝光时间长，导致对高速弹丸的检测性能不佳。图像处理法，如专利号为CN201310249220.3的一种基于图像识别的射击自动报靶系统，以摄像头拍摄靶面进行图像处理，得出弹着点位置，系统复杂安装麻烦，对靶面的光洁度有一定要求且对着弹点重合的情况检测性能下降。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够精确检测弹点着点位置从而进行精确报靶、且安装工艺简单、易于维护的自动报靶及测速装置及其定位、测速方法。

本发明提供一种自动报靶装置，其包括，

靶面，所述构成靶面的靶材上平铺有靶纸；

线状连续红外背景光源，环绕安装于所述靶面的至少三个边缘，与主控板(40)相连并由主控板做电流与亮度控制；

与主控板连接的至少两个第一类光学传感器，所述至少两个第一类光学传感器分别安装于靶面的顶角上，使所述第一类光学传感器的可视范围覆盖整个靶面；

主控板，与所述第一类光学传感器电连接，用于接收第一光学传感器采集的数据，并通过分析计算得到弹着点的几何坐标。

一种自动报靶的定位方法，其包括以下步骤，其中S2～S5是循环进行的：

S1、主控板接收来自第一类光学传感器的10个周期的亮度信号并进行比对，如果10个周期内亮度信号变化很小，则将第一个周期内的像素亮度数据记下，称为背景数组；

S2、正常工作并接收1个周期内第一类光学传感器的亮度信号，称为实时数组；

S3、将背景数组减去实时数组，得到暗斑数组，并对暗斑数组进行边缘检测和质心法处理，得到第一类光学传感器检测到的暗斑边缘及中心位置；

S4、根据暗斑大小和持续时间等特征判断是否为飞虫等非弹丸目标；

S5、以暗斑边缘及中心位置二分法查光学标定表，得到暗斑中心位于靶面外缘光源上的对应位置，并以比例计算求出着弹点的坐标。

本发明还提供一种自动测速装置，其包括

两个串列设置的靶面，无中部的靶材及靶纸；

每个靶面分别设有一线状连续红外背景光源，所述线状连续红外背景光源分别环绕安装于每个靶面的至少三个边缘，与主控板相连并由主控板做电流与亮度控制；

与主控板连接的至少两个第一类光学传感器，所述至少两个第一类光学传感器分别安装于靶面的顶角上，使所述第一类光学传感器的可视范围覆盖整个靶面；

安装在每个靶面正上方的第二类光学传感器，所述第二类光学传感器的曝光时间小于第一类光学传感器的曝光时间。

主控板，分别与两靶面上设置的第一类光学传感器、第二类光学传感器电连接，用于接收第一光学传感器、第二类光学传感器采集的数据，并通过分析计算得到弹丸的打靶速度。

一种自动测速方法，其包括以下步骤：