[发明专利]基于音频信号控制的低功耗智能打靶识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于音频信号控制的低功耗智能打靶识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取枪声信号；

根据获取的枪声信号，在每次射击后向拍摄装置发送一次图像采集指令，获取每次射击后的图像数据；

根据射击完成后获取的所有图像数据，进行打靶结果的判断；

枪声信号经过放大、滤波和电压比较后转化为矩形波信号，通过检测矩形波信号高低电平的跳变向拍摄装置发送一次图像采集指令；

放大电路采用NE5532设计的两级反向运算放大电路，根据运算放大器虚断和虚短的原理可求得反向运算放大电路输出电压V_o与输入电压V_i之间关系为：

V_n为输入端V_i经过R₁作用于运放的反相端电压，V_p为运放的同向端电压，R_f1和R₁为前级放大电路的电阻；

故前级反向放大电路增益为：选取R_f1＝15KΩ,R₁＝1.5KΩ

R_f2和R₂为前级放大电路的电阻，选取R_f2＝15KΩ，R₂＝1.5KΩ，后级反向放大电路增益为：

故两级反向运算放大电路的增益为：

A_v＝A_v1·A_v2＝-10×(-10)＝100 (5)

使用UAF42有源滤波器进行滤波去噪处理，滤波频率的公式为：

C₁,C₂,R₃,R₄,R₅,R₆为芯片内部元件，C₁＝C₂＝1000pF,R₃＝R₄＝R₅＝R₆＝50KΩ

增大R_F1×R_F2可以减小中心频率，减小R_F1×R_F2可以增大中心频率，取R_F1＝R_F2，以保证得到较高的品质因数Q值，综上所述即可计算出R_F1和R_F2的值；

电压比较器采用LM393型号，当输入电压大于限定值时，输出高电平，当输入电压小于限定值时，输出低电平；

音频模块采集的信号经过两级反向运算放大电路、滤波电路和电压比较器电路，最终转化为矩形波信号，然后将矩形波信号通过无线通讯模块传输到上位机，上位机检测到矩形波信号的上升沿后给摄像头发送命令开始采集靶面图像，采集的靶面图像再次通过无线通讯模块上传到上位机进行处理；

对采集到的当前靶面图像和前一次的靶面图像对比处理后，如果没有发现新的弹孔产生，则向拍摄装置再次发送图像采集指令，再次获取靶面图像；

将再次采集的靶面图像再与前一次靶面图像进行对比处理，如果仍然没有发现新弹孔产生，则判断出现脱靶或弹孔重叠的情况；

当出现脱靶或弹孔重叠的情况时，自动查询数据库，调取打靶人员所有的打靶成绩记录组成数据集，引入正态分布函数分析该数据集，求出数学期望和方差，预测脱靶概率，结合脱靶概率判断本次射击是脱靶还是弹孔重叠；

如果判断为脱靶，则本次打靶得零分；如果判断为弹孔重叠，则取前三次打靶成绩的平均分作为本次打靶得分；

打靶人员训练前通过人脸识别确认身份，人脸识别成功后输出姓名和身份识别号，根据身份识别号自主查询数据库中与之相对应身份信息，打靶人员每打一次靶，成绩会自动更新到与之对应的数据库中。

2.如权利要求1所述的基于音频信号控制的低功耗智能打靶识别方法，其特征在于：

当出现脱靶或弹孔重叠的情况时，将再次采集的靶面图像和前一次靶面图像进行配对保存。