[发明专利]基于视频的实弹和激光双模报靶系统及报靶方法

权利要求书

1.一种基于视频的实弹和激光双模报靶系统的报靶方法，其特征在于，基于视频的实弹和激光双模报靶系统实现，所述基于视频的实弹和激光双模报靶系统为箱式结构，与报靶终端无线通信，其设置在靶板正前方，包括：

图像采集模块，用于对实弹或激光射击后的靶标进行视频采集；

图像处理模块，其信号输入端连接图像采集模块的信号输出端，用于接收图像采集模块采集的图像信息，并对图像进行处理，识别靶面位置和弹孔位置，计算打靶成绩，并将打靶成绩通过无线通信模块传送给报靶终端；

电源模块，用于作为动力源供电，所述电源模块的电源端口分别连接图像采集模块、图像处理模块、无线通信模块的电源端；

所述报靶方法包括依次进行的以下步骤：

一、图像采集模块根据不同的打靶模式选择相应的实弹或激光图像采集机构，采集靶面视频信息，并将采集的视频信息传送至图像处理模块；

二、图像处理模块对接收到的图像依次进行解码、均值滤波、转换为灰度图、靶面提取、靶面校正、弹孔检测、计算成绩的处理；

本步骤中靶面提取包括依次进行的以下步骤：

a1）利用自适应二值化方法对灰度图像进行二值化处理；本步骤中的二值化方法为：对图像进行灰度化，然后提取靶面的中间部分图像，利用Otsu二值化算法进行二值化，同时获得此次二值化的阈值后，再利用此阈值重新对整幅图像进行二值化；

本步骤中Otsu二值化算法提供了一种寻找最佳阈值的方法，评估标准被称为类间方差，具体方法是，对于0-255这256级灰度值，计算每一个灰度级对应阈值，即的间类方差，比较这256个间类方差，得到其中的最大值，此时对应的阈值便是最佳阈值；

a2）对步骤a1）中二值化后的图像进行开运算；本步骤中开运算的过程为：对二值化的图像依次进行腐蚀、膨胀操作，然后利用轮廓提取算法findcontour提取图像中的所有轮廓，得到候选轮廓；

本步骤中靶面校正包括依次进行的以下步骤：

b1）利用轮廓算法提取步骤a2）中得到的候选轮廓，根据长宽高、周长、形状在内的特征对候选轮廓进行筛选，找出靶面轮廓；

b2）利用多边形拟合曲线函数拟合靶面轮廓，于拟合后的轮廓多个角点中找出靶面y值最大的四个边缘顶点；

b3）对步骤b2）中的四个边缘顶点重新排序，利用透射变换对图像进行校正；

b4）对步骤b3）中校正后的图像依次进行二值化、开运算，然后利用轮廓提取算法提取图像中的轮廓，获得靶面轮廓和中心圆参数，将校正后的靶面从原图中提取出来进行裁剪、调整，并获得10环中心点的坐标；

三、图像处理模块将最终结果通过无线通信模块发送给报靶终端进行报靶结果显示。

2.根据权利要求1所述的基于视频的实弹和激光双模报靶系统的报靶方法，其特征在于，所述步骤二中弹孔检测包括实弹打靶的弹孔检测，以及激光打靶的弹孔检测；

实弹打靶的弹孔检测为：获取到校正后的靶面图像后，利用斑点检测器函数对靶面图像进行检测，获得靶面中所有的圆形斑点，然后对获得的所有圆形斑点进行筛选，筛选完之后的斑点为实际的弹孔；比较上一帧弹孔数量和当前帧弹孔数量，如果数量增加即为新增弹孔，通过位置比较，找出新增弹孔；

激光打靶的弹孔检测为：获取到校正后的靶面图像后，再重新对图像进行二值化，获取激光斑点的位置，为实际的打靶位置。

3.根据权利要求1所述的基于视频的实弹和激光双模报靶系统的报靶方法，其特征在于，所述图像采集模块包括用于采集红外图像的红外摄像机构、用于采集RGB高清图像的RGB高清摄像机构。

4.根据权利要求3所述的基于视频的实弹和激光双模报靶系统的报靶方法，其特征在于，所述红外摄像机构、RGB高清摄像机构均采用800万像素摄像头和16mm镜头。