[发明专利]一种基于多方向投影的落点定位方法

权利要求书

1.一种基于多方向投影的落点定位方法，其特征在于，该方法基于多方向投影定位系统实现，包括对称分布在靶面(2)周围的n个照明光源(1)和一个摄像头(4)；所述照明光源(1)提供的光线汇聚在靶面(2)的几何中心(3)，使得撞击物体(5)即将到达靶面(2)时，靶面(2)上产生n个明显清晰的投影(6)，其中撞击物体的投影端点(7)是n个投影即将汇聚的一端；所述摄像头(4)固定在正对靶面(2)的位置；撞击物体落在靶面任意位置；所述的落点定位方法包括以下步骤：

步骤1：采集多帧投影图像信息

撞击物体(5)即将到达靶面(2)时，摄像头(4)以捕获速度f记录撞击过程中靶面(2)上的m帧投影图像，将得到的m帧图像存储到计算机中；以第一帧投影图像的拍摄时间为时间起点t₁，则第i帧图像的时间为t_i＝f*i(1≤i≤m)，从而得到每帧图像对应的时刻t_i；

步骤2：根据投影计算物体撞击靶面的时刻t₀

摄像头(4)采集t_i时刻第i帧图像上撞击物体的n个投影(6)分别为K_i1，K_i2……K_in，相应每个投影的端点(7)分别为a_i1，a_i2……a_in；在得到的m帧图像中，选取在每帧图像都能清楚显示撞击物体的投影端点a_1p，a_1q，a_2p，a_2q……，a_ip，a_iq……a_mp，a_mq，其中1≤p，q≤n；计算每帧图像的撞击物体的投影端点a_ip，a_iq之间的距离d_i，并绘制撞击物体投影端点a_ip，a_iq间距离d_i-时间t_i散点图；根据散点图拟合撞击物体投影端点a_ip，a_iq距离-时间函数f_d(t)，求解f_d(t)函数得到其零点t₀，t₀为d_i＝0的时刻，即为撞击物体击中靶面的时刻；

步骤3：求解落点位置坐标

以靶面所在平面建立x-y坐标系，靶面的几何中心O为坐标系的坐标原点；确定第i帧投影图像上物体相对于靶面几何中心的位置坐标(b_ix，b_iy)，根据每帧投影图像的位置坐标，分别绘制物体在x，y方向的b_x-t_i，b_y-t_i散点图，根据散点图拟合相应的撞击物体的f_y(t_i)，f_x(t_i)位置曲线，将t₀分别带入曲线f_y(t_i)，f_x(t_i)中，从而精确得到撞击物体击中靶面时刻物体在靶面的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的一种基于多方向投影的落点定位方法，其特征在于，3≤n≤6。