[发明专利]激光模拟射击弹着点准确定位的图像校正检测方法

说明书

本发明属于军用激光模拟射击训练器材领域，具体地说是采用双摄像机与靶标一体，实现了激光模拟射击训练中激光弹着点的准确定位检测，具有结构简单、使用方便等特点。标准胸环靶做成封闭靶腔，靶图在后板，前板为透明有机玻璃板，在靶腔内底部或上部两角斜向安装两台工业摄像机，摄像机光轴穿过靶心并与靶图平行。两台工业摄像机摄取靶图及发射的激光光斑，根据摄像机检测的图像及摄像机放置位置和角度，通过查询控制点坐标和逼近计算，确定激光光斑击中靶图的位置坐标并将信息无线传输到射击位显示器。本发明提出的方法和装置可以为部队激光模拟射击训练或各类学校国防教育提供支持和帮助，有效提高射击训练的效率。

技术领域

本发明涉及军事模拟射击训练器材领域，属于方法和技术发明，具体地说是提出了一种激光模拟精度射击弹着点定位的检测方法和装置。

背景技术

在军事射击训练中，轻武器精度射击训练是射击训练的最基本项目，是每个士兵必须掌握的技能，也是各级院校国防教育中军事科目训练的基本内容。由于实弹射击训练对场地条件要求高，存在安全隐患，所以士兵大量采用模拟瞄准射击训练方式。在模拟射击训练中，主要采用空枪方式瞄准、击发，训练者不知道击发后状态，很难了解自己对训练技能的掌握情况。取而代之的可以采用发射激光的模拟射击方式，基于激光的轻武器模拟射击训练是一种有效的训练方式，具有安全、成本低、对训练场地要求不高等优点，可广泛应用于轻武器模拟射击训练。但设备要求激光聚焦性能好，在100米距离不散光，而且对激光光斑的定位检测至今依然是激光模拟射击自动报靶的关键技术和难题，现在还主要采用人工方式、光敏管阵列或与靶面相隔一段距离进行摄像机照排等方式，难于满足实际训练要求。人工方式是在远端靶面处由人来确定射击激光光斑击中的位置并告诉射击者，效率低，应用不方便；光敏管阵列可以自动检测激光射击光斑的击中位置，但检测的靶面体积大，使用不方便，而且为保证检测精度，在500X500mm的靶面上采用大量的光敏管，使得成本高，检测电路复杂，定位精度差，设备笨重，一直难于推广应用。摄像照排为保证检测靶面和射击激光光斑图像的准确、不失真，需要距靶标一段距离或在远端射击位安装摄像机，再采用图像识别的方法，每次使用都需要重新调整或固定安装不能移动，安装、使用不方便，难于野外训练应用。所以，当前基于技术、成本和使用方便等因素，激光模拟射击训练设备还没有一种方便、实用、精度高的激光光斑击中靶面位置的检测方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有各种技术的不足，提出了一种新的激光模拟射击训练激光光斑（弹着点）准确定位的检测方法和实现装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：在轻武器（如自动步枪或模拟仿真枪）上加装激光发射器、振动电机、声音模拟器，当瞄准击发时，发射激光脉冲，并同时发声和振动，模拟真实射击子弹击发效果。在远端设立激光模拟精度射击胸环靶，如附图1形成一个密闭封闭腔，靶面为标准胸环靶纸，位于封闭腔后面。在封闭腔前面放一块与靶纸同样大小，1～2mm厚透明亚克力板，这样远端射击训练者通过透明亚克力板可以清楚的看到胸环靶图形。摄像机位于封闭腔内。靶标做成密闭封闭腔主要是考虑各种野外应用环境下摄像机等电子设备的防尘、防水等保护作用，保证设备在各种环境下可靠应用。在靶标封闭腔底面（或上面）两脚成45度斜对方向安装两台广角工业摄像机，如附图中的2和3。摄像机拍摄光轴与胸环靶标平行，距离为3cm左右（为方便使用，设计整体靶标厚度为≤7cm），光轴中心分别调整对准靶中心。虽然工业摄像机拍照与靶图平行，但由于是采用广角平面镜头，在靶图平面方向可以摄取到整个靶面图像，只是图像会产生非常大的畸变，不但包括桶形畸变，还由于拍照距离为0～800mm，拍摄光轴与被拍物面严重不垂直（相当于平行），偏角非常大（近似90度），影像会因透视而产生近大远小的严重变形，导致拍摄到的靶面图像会与实际的图像产生非常大的偏差，摄像机摄取的图像很难识别出靶图形状及准确的激光光斑位置，所以传统解决方案要求摄像机与靶面要有一定的距离，以消除偏角和桶形变形。