[发明专利]基于计算机视觉技术的火控装置及其自动瞄准方法

说明书

本发明提供一种基于计算机视觉技术的自动瞄准火控装置，涉及军工安防领域。其包括火控系统端和中央服务器端，所述火控系统端由下至上依次为固定支架、电气仓、整体系统水平旋转电机、摄像头仓、装备系统水平旋转电机、装备固定装置，所述装备固定装置上还安装有装备系统垂直旋转电机、武器固定支架和装备扳机控制系统；还提供一种控制方法，采用人工智能技术中重要的分支—计算机视觉技术应用于武器火控系统中，达到自动识别、跟踪、瞄准、开火的过程。

技术领域

本发明涉及军工安防领域，尤其是基于计算机视觉技术的火控装置及其自动瞄准方法。

背景技术

近年来随着计算机处理速度的提升和模型的改进，人工智能技术快速发展，其中以计算机视觉为代表的人工智能图像处理技术已应用于安防摄像头、人脸识别等多种场合，但目前在装备火控领域尚无大规模应用。

在当前传统小型远程火控系统中，由操作人员进行目标识别，并控制武器装备射击，这种方式有三个可提升的地方：一是操作人员必须实时对视频信号进行监控，单一操作人员同时监控的视频数量较为有限，并且注意力不集中时容易遗漏目标；二是在面对多个目标时，操作人员手动瞄准每个目标均需一定时间，在向第一个或前两个目标开火时，其他目标有反应时间进行隐蔽或反制；三是由操作人员瞄准并射击的精度有限，尤其在面对运动物体时，容易错过攻击机会。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，将计算机视觉技术融入到远程装备火控系统中，配合高精度电机，实现自动监控、跟踪锁定、精确瞄准、快速打击的效果。本发明为操作员提供了自动控制模式和手动控制模式，以灵活应对各种复杂情况。

本发明是这样实现的：一种基于计算机视觉技术的火控装置，包括火控系统端和中央服务器端，其特征在于：所述火控系统端由下至上依次为固定支架、电气仓、整体系统水平旋转电机、摄像头仓、装备系统水平旋转电机、装备固定装置，所述装备固定装置上还安装有装备系统垂直旋转电机、武器固定支架和装备扳机控制系统；

所述整体系统水平旋转电机、装备系统水平段转电机和装备系统垂直旋转电机均包括定子部分和转子部分；

所述电气仓下端连接在固定支架上，上端与整体系统水平旋转电机的定子部分连接，电气仓内部整合安装电机控制系统、可充电电池、可充电电池充电器、交流电源系统、远程通信系统；

所述摄像头仓下端安装在所述整体系统水平旋转电机的转子上，上端连接装备系统水平旋转电机的定子；所述装备系统水平旋转电机的转子连接装备固定装置；

所述装备固定装置为U型槽结构，其内部安装武器固定支架，所述武器固定支架的一侧连接在装备垂直旋转电机的转子上，所述装备垂直旋转电机的定子安装在装备固定装置的一侧内壁上，另一侧通过固定轴承连接在装备固定装置的另一侧内壁上；下端为缓冲坐力滑轨系统，滑轨末端为弹簧缓冲，滑轨上安装滑块与武器装备连接；

所述中央服务器端包括中央服务器运算系统和中央服务器界面系统。

优选地，所述火控系统端和中央服务器端通过远程通信模块进行通信连接，火控系统端向中央服务器端输入实时视频信号，并接受中央服务器端发送的电机控制信号。

所述摄像头仓内置变焦摄像头，所述变焦摄像头的视野方向与武器装备的方向相同，摄像头仓将摄像头包裹住，防止被轻易破坏，只露出摄像头的镜头部位。摄像头仓的下半部分与整体系统水平旋转电机连接。

所述装备扳机控制系统采取电子信号控制和机械控制两种方式；对于安装电子控制芯片的装备，使用电子信号控制缩短火控的延迟时间；采用机械控制使用电机模拟人的手指来按动扳机，提高了系统对装备的兼容性。

所述远程通信系统分别连接变焦摄像头和电机控制系统，电机控制系统连接至所述整体系统旋转水平旋转电机、装备系统水平旋转电机、装备系统垂直旋转电机和装备扳机控制系统，用于向每个电机发送服务器的控制指令。