一種基于攝像機的報靶方法及系統(tǒng)的制作方法

一種基于攝像機的報靶方法及系統(tǒng)的制作方法專利名稱:一種基于攝像機的報靶方法及系統(tǒng)的制作方法技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種涉及槍械射擊用的報靶裝置，尤其射擊一種基于攝像機的報靶方法及系統(tǒng)。技術(shù)背景目前，在射擊訓練及比賽中，使用的自動報靶技術(shù)主要為聲學自動報革巴、視頻自動報靶以及光幕報靶。聲學報靶，利用獲取子彈飛行中的激波或槍彈對空氣的擾動而產(chǎn)生的信號來進行彈著點的測算和定位的。聲靶獲取槍彈穿過靶面時的聲信號方式有兩種一種是聲腔開放式；另一種是聲腔密閉式。但由于聲靶的檢靶原理受空氣聲速的物理環(huán)境影響，如濕度、溫度等，因此無論以哪一種方式進行檢測的聲靶，其報靶誤差均較大(約一個彈徑)，并且存在可靠性差、檢測精度低、運行費用高等問題。視頻靶，位于射擊者旁邊的一個長焦距鏡頭相機，將靶面置于相機視場中，利用圖像處理方法求出靶面上的彈孔中心坐標進行檢測。但此方案對相機定位的穩(wěn)定性要求高，因為焦距長，一旦相機有輕微的移動，視場就無法看到靶面。二，耙面彈孔一旦多起來，或者彈孔有部分重疊，則僅依靠圖像處理是無法得到槍彈準確坐標的。還有一類檢靶技術(shù)為"光幕靶"。其中按檢測方式分可分為平行光幕(網(wǎng))和扇形光幕兩種。對于平行光幕式，制造平行光幕的成本極高，無法普及，并且不適合在射擊場的惡劣環(huán)境中使用；其次，對于平行光網(wǎng)式，大量的光源需要與相應(yīng)的光敏管接收器一一對準照射，調(diào)試工作量極大，維護困難，并且由于光源和接收器的體積因素，無法將其擺放得足夠多，導致檢測槍彈位置的精度不夠高。扇形光幕的原理是在靶面的對角線位置放置數(shù)個扇形激光光源，耙面的四周放置足夠多的光敏管接收器，當槍彈穿過扇形光幕時，扇形光幕對其產(chǎn)生自然投影，并產(chǎn)生相應(yīng)的光信號，由投影區(qū)域與真實槍彈位置的數(shù)學關(guān)系計算出坐標值。不過這個方案有待考證。第一，激光器的壽命很有限，并不適合在惡劣環(huán)境長時間工作。第二，光敏管的閾值在某一時刻是固定的，我們知道，激光器的性能是隨著使用時間的增長而下降的，長時間使用則使光強下降，再加上周圍環(huán)境光的影響，如此多的光敏管閾值需要經(jīng)常調(diào)整，工作量極大。第三，判斷槍彈投影范圍時只能采用二值化標準(非0即l)，雖然這對信號處理量簡化很多，但是卻降低了精度，無法對非明非暗的位置做出準確判斷。第四，扇形光幕與光敏管的同面度要求過高，扇形光幕一旦有傾仰，光敏管將無法接收到光電信號。第五，只能依靠增加扇面層數(shù)來提高精度，無意中增加了成本和實際操作的繁瑣。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種基于攝像機的報靶方法及系統(tǒng)，用于獲取靶面中子彈進入靶面的位置，實現(xiàn)自動報耙。本發(fā)明的目的之一是，提供一種基于攝像機的報靶方法，該方法包括采用至少兩4個攝像頭，沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；根據(jù)攝取的子彈入靶時的子彈的至少兩個側(cè)面圖像，分別獲取該圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；根據(jù)獲得的至少兩個像素位置計算生成子彈擊中所述靶面的位置；將所述子彈擊中所述靶面的位置信息輸出。本發(fā)明目的之一是，提供一種基于攝像機的報靶系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少兩個攝像頭，所述攝像頭的朝向與所述靶面平行，用于沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時的子彈的至少兩個側(cè)面圖像，分別獲取該圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；中靶位置生成裝置，用于根據(jù)獲得的至少兩個像素位置計算生成子彈擊中該靶面的位置；報靶信息輸出裝置，用于輸出所述子彈擊中該靶面的位置信息。本發(fā)明的有益效果在于，獲取靶面中子彈進入靶面的位置，實現(xiàn)高精度，高分辨率，高速度的自動報靶系統(tǒng)。圖l為本發(fā)明原理圖；圖2為本發(fā)明方法工作流程圖；圖3為本發(fā)明實施例一原理圖；圖4為本發(fā)明靶面區(qū)域劃分示意圖；圖5為本發(fā)明攝像頭像素位置與多個耙面區(qū)域?qū)?yīng)關(guān)系圖；圖6為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖7為本發(fā)明實施例二原理圖。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合對本發(fā)明實施例進行進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。如圖1所示，當子彈擊中標靶100的靶環(huán)101的P點時，可通過如下方法計算P點在標耙100上的位置確定標耙100的尺寸，如標耙100可為邊長L為700mm的正方形標耙。以A為頂點，獲取標靶110中的APE區(qū)域的ZPAE的值，即a的值。以B為頂點，獲取標靶110中的BPF區(qū)域的ZPBF的值，即P的值。以C為頂點，獲取標靶110中的CPG區(qū)域的ZPCG的值，S卩S的值。以D為頂點，獲取標靶110中的PDH區(qū)域的ZPDH的值，即n的值。上述獲取夾角a、P、S、n值的方法包括實際測量的方法。P點位置的計算方法一戶五ftana乂￡具體實施方式。如圖3所示，將兩個具有高速線陣CMOS和魚眼鏡頭的攝像機(603，602)設(shè)置于標靶300的兩個頂點，并使攝像機(301,302)的拍攝方向均與標靶300的靶面平行。如圖4所示，在標靶300的表面劃分八個放射區(qū)域，這些區(qū)域為BAC區(qū)域、CAD區(qū)域、DAF區(qū)域、FAE區(qū)域、EAG區(qū)域、GAH區(qū)域、HAI區(qū)域和IAJ區(qū)域。獲取各區(qū)域頂角的角度值，即獲取ZBAC、ZCAD、ZDAE、ZFAF、ZFAG、ZGAH、ZHAI和ZIAJ的角度值。將攝像機301的COMS像素線陣中的像素劃分為八個像素組，根據(jù)像素組與放射區(qū)域的相對位置建立該八個像素組與八個放射區(qū)域的一一對應(yīng)關(guān)系。如圖4中放大圖304所示，像素組P1與對應(yīng)的拍攝區(qū)域BAC相對應(yīng)，像素組P2與對應(yīng)的拍攝區(qū)域CAD對應(yīng)等。完整的包括角度值的像素組與對應(yīng)的拍攝區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系如圖5所示，并將如圖5所示的對應(yīng)關(guān)系進行存儲。如圖3所示，子彈擊中耙300的P點，P點位置處于圖4中的區(qū)域EAD，攝像機301的COMS像素線陣中的像素組P3攝取到該子彈的一個側(cè)面圖像，根據(jù)圖5的對應(yīng)關(guān)系可以獲取到P3對應(yīng)的角度值a3，根據(jù)確定的對應(yīng)區(qū)域EAD和角度值03確定圖3中的角度a。同理，根據(jù)上述，以攝像機302所在的端點劃分標靶為八個放射區(qū)域，并與攝像機302的CMOS像素線陣中的像素組對應(yīng)，預存存儲該對應(yīng)關(guān)系，子彈入耙時，攝像機302的COMS像素線陣中的像素組Px攝取到該子彈的另一個側(cè)面圖像，并根據(jù)預存儲的相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系可以獲取到Px對應(yīng)的角度值！^，根據(jù)確定的像素對應(yīng)區(qū)域和角度值P,確定圖3中的角度P。根據(jù)確定的a和|3的角度值和三角函數(shù)關(guān)系(如圖3所示)formulaseeoriginaldocumentpage7[0038]其中，L為耙的邊長；為子彈入射位置到各靶邊的距離。根據(jù)式(3)可以解出圖3中ypy2、y3、^的值，即確定P點的準確位置。在本實施例中通過在靶面300的兩個頂點設(shè)置兩個攝像機，實現(xiàn)了通過攝像機的像素位置計算生成子彈在靶面的位置，輸出獲得的位置信息，實現(xiàn)自動報耙。在本實施例中對標靶300劃分八個區(qū)域，具體實施本發(fā)明時，可根據(jù)需要，對標靶區(qū)域進行劃分，通過劃分更多的區(qū)域，實現(xiàn)跟精準的報靶。實施例二如圖6所示，本實施例的一種基于攝像機的報靶系統(tǒng)包括至少兩個攝像頭(601，602)，用于沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置603，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時的至少兩個子彈側(cè)面的圖像，分別獲取圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；中靶位置生成裝置604，用于根據(jù)獲得的至少兩個像素位置計算生成子彈擊中所述靶面的位置；報靶信息輸出裝置606，用于輸出子彈擊中所述靶面的位置信息。所述的系統(tǒng)還包括對應(yīng)關(guān)系存儲裝置605，用于存儲攝像頭像素位置與多個靶面區(qū)域的一一對應(yīng)關(guān)系；中靶位置生成裝置604，根據(jù)所述圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置從對應(yīng)關(guān)系存儲裝置中獲取子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)，并根據(jù)子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)獲取子彈擊中靶面的位置信息。本實施例中采用四個高速線陣傳感器CMOS和魚眼鏡頭的攝像頭，設(shè)置在方形靶的四個角的位置，如圖7所示，將四個攝像頭與一臺PC機或服務(wù)器相連接。如果在光線不足的情況下，可以在方形靶的周邊設(shè)置四個LED補光源。上述的PC機或服務(wù)器包含有如圖6所示的像素獲取裝置603、中靶位置生成裝置604、對應(yīng)關(guān)系存儲裝置605和報靶信息輸出裝置606。標靶700的劃分原理與實施例一相同，將劃分的標靶700的各區(qū)域并與攝像頭(701，702，703，704)的像素組相對應(yīng)，并將獲得的對應(yīng)關(guān)系存儲到對應(yīng)關(guān)系存儲裝置605。如圖7所示，子彈擊中標靶700的P點。像素獲取裝置603分別獲得攝像頭(701，702,703,704)拍攝的子彈入靶時的圖像在各自攝像頭中成像的像素位置，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系存儲裝置605，確定圖中所示的角a、!3、S禾Pn的角度值，角a、!3、S禾Pn的角度值方法同實施例一中確定a、P的方法相同，在此不重復描述。根據(jù)和獲得的角a、|3、S禾Pn的角度值和三角函數(shù)關(guān)系(如圖7所示)formulaseeoriginaldocumentpage8少3其中，LpL2為耙的邊長；由式(4)解出ypy2、y3、y4，中靶位置生成裝置604生成子彈入靶位置。生成的確定的子彈入靶位置，可通過與PC機或服務(wù)器相連接的顯示器或無線收發(fā)裝置輸出。采用具有四臺攝像機的本發(fā)明實施例，可獲得更多的角度值，從而可以更加精確的確定P點的坐標，在實際中測量精度更高、更準確。通過上述的實施例可以確定，只要通過攝像機拍攝到子彈入射的圖像，即可通過預存的攝像機的像素位置與靶面區(qū)域的對應(yīng)關(guān)系獲得子彈入射區(qū)域的頂角，從而確定子彈入射的準確位置。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求所界定者為準。8權(quán)利要求一種基于攝像機的報靶方法，其特征在于，所述的方法包括采用至少兩個攝像頭，沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；根據(jù)攝取的子彈入靶時的子彈的至少兩個側(cè)面圖像，分別獲取所述圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；根據(jù)獲得的至少兩個像素位置計算生成子彈擊中所述靶面的位置；將所述子彈擊中所述靶面的位置信息輸出。2.如權(quán)利要求1所述的報靶方法，其特征在于，所述的根據(jù)獲得的至少兩個像素位置計算生成子彈擊中所述靶面的位置包括預存攝像頭像素位置與多個靶面區(qū)域的一一對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)所述圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置從所述的對應(yīng)關(guān)系中獲取子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)；根據(jù)子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)獲取子彈擊中所述靶面的位置信息。3.如權(quán)利要求2所述的報靶方法，其特征在于，所述的多個靶面區(qū)域為以攝像頭所在位置為頂點的朝向靶面的多個放射區(qū)域，所述的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)包括每個放射區(qū)域頂角的角度值。4.如權(quán)利要求2所述的報靶方法，其特征在于，所述的攝像頭為具有線陣傳感器的攝像頭；所述的圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置為所述圖像在所述線陣傳感器中成像的像素位置或像素區(qū)域位置。5.如權(quán)利要求1所述的報靶方法，其特征在于，所述的方法包括采用設(shè)置在矩形靶四個頂點的四個攝像頭，沿著與矩形靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；根據(jù)攝取的子彈入靶時的子彈的四個側(cè)面圖像，分別獲取所述圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；根據(jù)獲得的四個像素位置計算生成子彈擊中所述靶面的位置；將所述子彈擊中所述靶面的位置信息輸出。6.—種基于攝像機的報靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括至少兩個攝像頭，所述攝像頭的朝向與所述靶面平行，用于沿著與靶面平行的方向分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時的子彈的至少兩個側(cè)面圖像，分別獲取所述圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；中靶位置生成裝置，用于根據(jù)獲得的至少兩個像素位置計算生成子彈擊中所述靶面的位置；報靶信息輸出裝置，用于輸出所述子彈擊中所述靶面的位置信息。7.如權(quán)利要求6所述的報靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括對應(yīng)關(guān)系存儲裝置，用于存儲攝像頭像素位置與多個靶面區(qū)域的一一對應(yīng)關(guān)系；所述的中靶位置生成裝置根據(jù)所述圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置從所述的對應(yīng)關(guān)系存儲裝置中獲取子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)，并根據(jù)子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)獲取子彈擊中所述靶面的位置信息。8.如權(quán)利要求7所述的報靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的多個靶面區(qū)域為以攝像頭所在位置為頂點的朝向靶面的多個放射區(qū)域，所述的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)包括每個放射區(qū)域頂角的角度值。9.如權(quán)利要求7所述的報靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的攝像頭為具有線陣傳感器的攝像頭；所述的圖像在對應(yīng)攝像頭中成像的像素位置為所述圖像在所述線陣傳感器中成像的像素位置或像素區(qū)域位置。10.如權(quán)利要求6所述的報靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括設(shè)置在矩形靶四個頂點的四個攝像頭，沿著與矩形靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時的子彈的四個側(cè)面圖