专利名称：一种多目标多射手模拟激光射击系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种游戏娱乐领域中使用的多目标、多射手模拟激光射击系统。
上述目的是通过如下技术方案实现的一种多目标、多射手模拟激光射击系统，包括激光枪、目标靶、摄像头、采集卡、主控计算机和音响设备，其特征在于还包括外置式计分系统，目标靶为高清晰度投影仪，激光枪至少有一只；主控计算机内部含有激光点测量软件系统和主控制软件系统，主控计算机控制所述音响设备并通过其内部的主控制软件系统控制高清晰度投影仪；上述摄像头、采集卡和激光点测量软件系统构成激光点测量系统；所述摄像头置于用于摄入所述高清晰度投影仪显示的图象的位置，其输出端连接采集卡的输入端，采集卡的输出端接入主控计算机内的激光点测量软件系统，激光点测量软件系统连接主控制软件系统；所述外置式计分系统用于接收激光枪发来的激光信号，并传递给主控计算机的主控制软件系统，由主控制软件系统根据激光点测量系统得到的图象信息和所述激光信号进行射击结果的测量和记分；所述主控制软件系统用于完成如下步骤的操作首先生成目标未被击中时新的动画帧，再收集经激光点测量软件系统处理后的图像信号，判断图像内是否有激光点，若没有，回到上述生成目标未被击中时新的动画帧的步骤，若有，则再判断激光点是否击中目标，若否，则再次回到上述生成目标未被击中时新的动画帧的步骤，若是，则切换目标被击中后的新的动画帧，由主控计算机判断外置式计分系统传来的信号，判断是哪支激光枪击中的目标，并给相应射手计分，并将各位射手得分排序。
作为本发明的改进，还可将主控计算机通过网络与其它模拟激光射击系统联接；在进行记分处理时，对目标本身身体图象被击中的部位进行区域划分，根据被击中的部位不同，进行不同的记分。例如，在对目标死亡动作进行处理时，可对目标本身身体被击中的部位进行区域判断，根据被击中的部位不同，而产生与真实情景极其接近的死伤动作。
本系统的工作原理如下高清晰度投影仪根据主控制软件系统传入的信号显示画面，同时音响设备播放由主控计算机控制的声音效果，摄像头将高清晰度投影仪显示的光信号摄入后转换为电信号再传入主控计算机，该信号由主控计算机内的激光点测量软件系统进行处理，经过上述激光点测量系统的处理，输出信号变为主控制软件系统可以识别、处理和判断的信号；主控制软件系统按预先编制的程序进行，对图像内是否有激光点和激光点是否击中目标进行判断，并决定高清晰度投影的画面和得分；激光仿真枪在每次射击时都向外置式计分系统发射信号，外置式计分系统收到信号后，会依据上述目标是否被击中的结果，以50毫秒的最近匹配法，得出击中目标的枪支号，为该号射手计分并为各位射手排名次。
由于该技术方案可显示动态画面，播放声音效果，多个目标在同一场景出现，多名射手射击同一场景内的目标，引入了竞争机制、并且在目标被击中后还可自动进行画面切换，因此具有逼真、生动之感，而且显示清晰、自然；若与网络联接，还可进行网上比赛和排名。
下面结合附图对发明作详细说明。
图1所述的本实施例给出了一种多目标多射手模拟激光射击系统的结构，包括激光枪12、作为目标靶的高清晰度投影仪1、摄像头7、采集卡8、外置式计分系统11、主控计算机2和音响设备6，其中，激光枪至少有一只，例如可以有2到4只，主控计算机2内部含有激光点测量软件系统9和主控制软件系统4，主控计算机2控制所述音响设备6并通过其内部的主控制软件系统4控制高清晰度投影仪1；上述摄像头7、采集卡8和激光点测量软件系统9构成激光点测量系统；所述摄像头7置于可以摄入所述高清晰度投影仪1显示的图像的位置，其输出端连接采集卡8的输入端，采集卡8的输出端接入主控计算机2内的激光点测量软件系统9，激光点测量软件系统9连接主控制软件系统4，主控计算机2通过网络互联设备3联接因特网10，因特网10与其它模拟激光射击系统5联接，激光枪12发射激光束到高清晰度投影仪1，同时发射信号给外置式计分系统11，外置式计分系统11将判断结果输出给主控计算机2。
在本实施中，高清晰度投影仪1用于显示计算机生成的画面，同时作为激光枪的目标靶；激光枪12用于向高清晰度投影仪1发射激光，同时向外置式计分系统11发射信号；激光点测量系统用于测量高清晰度投影仪1屏幕上激光点的位置坐标，其中，摄像头7将来自屏幕上的图像及激光点的光信号转化为电信号，采集卡8将从摄像头传来的电信号转化为按帧储存的数字信号，并确定其中某一帧画面各像素的灰度值；激光点测量软件系统9用于找出灰度值最大的点，判断其是否为激光点，若是，求出其相对于屏幕的位置坐标；主控制软件系统4用于生成动态画面，控制音响设备的播放，并将从激光点测量系统传来的激光点位置坐标与目标位置进行比较，判断是否击中目标，若击中，则切换诸如动物倒下，飞机、军舰起火或爆炸的动态画面，同时，主控计算机2依据外置式计分系统发来的信号，判断出是哪支激光枪击中的目标，并为其计分，排出各位射手的名次，并控制网络互联设备实现网络对战；音响设备5受主控制软件系统控制，播放枪声以及诸如动物的各种叫声、飞机轰鸣声等声音；网络互联设备3用于实现多套系统之间的网络互联，使不同的玩家可通过网络对战。
本系统的激光点测量系统工作原理如下用摄像头对准高清晰度投影仪1屏幕上的图像和激光点，由于激光点的亮度远远大于图像的亮度，当将摄像头的光圈调到足够小时，可以使得摄像头所采得的图像中只有灰度值大于某一值a(0＜a＜256，一般取为230)的激光点，而其他点的灰度值都小于a。这样通过在软件中进行灰度值大小判断就可以把这个激光点所对应的像素点与其他点区分开来，这时可以得到该激光点对应像素在采集卡所采集的帧中的位置坐标，然后在软件中通过一定的变换就可以把该激光点相对于屏幕的位置坐标求出来。
在软件系统中，通过调用采集卡所带的函数得到当前帧各像素点的灰度信息，然后用循环判断的方法先找出灰度值最大的点，判断该点的灰度值是否大于某一值(如230)，如果大于该值，就表明该灰度最大值对应的像素是激光点所在的像素，而不是其他光线在屏幕上投影所造成的干扰(因为其他光线在屏幕上的投影所对应的像素点的灰度值不会大于该值)。此时可同时得到该像素点在摄像头摄入的图像中的位置坐标，再通过一次变换即可得到其在屏幕中的位置坐标。该变换所需的变换因子是激光点测量系统首次使用前进行校准得到的。校准程序先是在高清晰度投影仪的屏幕上投下7×7的白色方块矩阵，然后由电子摄像机来搜索该矩阵；搜索完毕后，校准程序会算出此矩阵与电子摄像机镜头上相对应的位置，并将所得到的数值作为文件保存下来，作为校准因子，以备激光射击程序调用。校准完毕后，只要保持摄像头位置不变，变换因子就不会改变，以后再使用激光点测量系统就不需要再校准了。
上述坐标变换的原理如下屏幕坐标系取左上角为原点，x轴正方向向右，y轴正方向向下。在屏幕上依次投射两个激光点A(x1，y1)，B(x2，y2)，(x1，y1，x2，y2)是已知的屏幕坐标，且使得x1≠x2，y1≠y2。使用灰度值大小比较法求出点A在摄像头摄入的图像中的像素坐标值(X1，Y1)(摄像头摄入的图像坐标系取左上角为原点，X轴正方向向右，Y轴正方向向下)，同理求出点B在摄像头图像中的像素坐标值(X2，Y2)。运用几何坐标变换原理可以求出摄像头摄入的图像坐标系原点在屏幕坐标系中的坐标值(H，K)。那么，任一点若在摄像头摄入的图像中的像素坐标值为(X，Y)，则其在屏幕坐标系中的坐标值(x，y)由关系式x＝X+H，y＝Y+K可以得出。
主控制软件系统执行图2所示的流程首先生成目标未被击中时新的动画帧，再收集经激光点测量软件系统处理后的图像信号，判断图像内是否有激光点，若没有，回到上述生成的目标未被击中时新的动画帧的步骤，若有，则再判断激光点是否击中目标，若否，则再次回到上述生成目标未被击中是新的动画帧的步骤，若是，则切换目标被击中后的新的动画帧，并由主控软件依据外置式计分系统传来的信号判断是哪支激光枪击中目标的，给该射手计分，并为各位射手排出名次。在进行记分处理时，可以通过对目标本身身体图象被击中的部位进行区域划分，根据被击中的部位不同，进行不同的记分。
应当指出，本于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本系统进行若干种改进或变型，这些改进或变型都应视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多目标、多射手模拟激光射击系统，包括激光枪、目标靶、摄像头、采集卡、主控计算机和音响设备，其特征在于还包括外置式计分系统，目标靶为高清晰度投影仪，激光枪至少有一只；主控计算机内部含有激光点测量软件系统和主控制软件系统，主控计算机控制所述音响设备并通过其内部的主控制软件系统控制高清晰度投影仪；上述摄像头、采集卡和激光点测量软件系统构成激光点测量系统；所述摄像头置于用于摄入所述高清晰度投影仪显示的图象的位置，其输出端连接采集卡的输入端，采集卡的输出端接入主控计算机内的激光点测量软件系统，激光点测量软件系统连接主控制软件系统；所述外置式计分系统用于接收激光枪发来的激光信号，并传递给主控计算机的主控制软件系统，由主控制软件系统根据激光点测量系统得到的图象信息和所述激光信号进行射击结果的测量和记分；所述主控制软件系统用于完成如下步骤的操作首先生成目标未被击中时新的动画帧，再收集经激光点测量软件系统处理后的图像信号，判断图像内是否有激光点，若没有，回到上述生成目标未被击中时新的动画帧的步骤，若有，则再判断激光点是否击中目标，若否，则再次回到上述生成目标未被击中时新的动画帧的步骤，若是，则切换目标被击中后的新的动画帧，由主控计算机判断外置式计分系统传来的信号，判断是哪支激光枪击中的目标，并给相应射手计分，并将各位射手得分排序。
2.根据权利要求1所述的模拟激光射击系统，其特征在于所述主控计算机通过网络与其它横拟激光射击系统联接。
3.根据权利要求1所述的模拟激光射击系统，其特征在于在进行记分处理时，对目标本身身体图象被击中的部位进行区域划分，根据被击中的部位不同，进行不同的记分。
全文摘要
本发明公开了一种多目标、多射手模拟激光射击系统,包括激光枪、目标靶、摄像头、采集卡、主控计算机、音响设备以及外置式计分系统,所述激光枪至少有一只;系统首先生成目标未被击中时新的动画帧,再收集经激光点测量软件系统处理后的图像信号,首先判断图像内是否有激光点,若有,再判断激光点是否击中目标,若击中目标,则切换目标被击中后的新的动画帧,由主控计算机判断外置式计分系统传来的信号,进而判断是哪支激光枪击中的目标,并给相应射手计分,并将各位射手得分排序。采用上述方案,可以处理多目标、多射手产生的较复杂的射击环境,内容丰富、功能较强;若与网络联接,还可进行网上比赛和排名。
文档编号G06F19/00GK1348829SQ0113454
公开日2002年5月15日 申请日期2001年11月7日 优先权日2001年11月7日
发明者陈少元, 陈晓伟 申请人:陈少元