一种基于投影技术的射击定位自动校正系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种投影技术的定位自动校正技术。
【背景技术】
[0002]在投影影像射击训练的设备领域，投影的静态靶标图像或动态情景图像是由计算机程序提供给投影机投影到训练屏幕上而产生的。其中，模拟激光枪射击训练的激光发射点信号，是通过采用可以探测到这种波长激光的摄像机设备对整个投影画面范围的监测取得的。实弹枪射击的弹着点信号，是通过热成像设备采集弹头与橡胶屏幕摩擦所产生的热量信号而取得的。在利用计算机投影影像进行射击训练的设备校准领域，都存在投影画面上的实际射击弹着点位置与计算机捕捉和显示的射击弹着点进行位置校正的问题。
[0003]激光探测摄像机或实弹探测热成像仪一般分别安装在投影机附近，监测所需定位的屏幕范围。由于投影机与激光定位摄像机和实弹定位热成像仪分别具有自己独立的光学镜头和不同的图像分辨率，所以，以往的校准方法是计算机内部产生一个坐标校准的特殊图形或网格，这种图形或网格具有明确的交叉坐标点，特殊图形或网格借助投影机投影到射击训练的屏幕上，由于投影机在设计的过程中已经通过光路、镜头等硬件和内部算法、夕卜部边角修正等软件基本修正了投影画面由于安装位置吊顶、落地而所产生的变形，而激光定位摄像机和实弹定位热成像仪对图像的采集，本身是按照光学镜头中心对称的方式设计的，并没有光路、镜头等硬件帮助图像修正的功能，激光定位摄像机和实弹定位热成像仪当与投影机安装在一起时，必然在采集监测范围图像时产生不规则的图像变形。所以，要使激光点或实弹弹着点与屏幕上计算机通过激光摄像机或实弹热成像仪扑捉计算后再通过投影机投影出的显示点重合，只有解决投影机的坐标系与激光摄像机坐标系或实弹热成像仪坐标系的基本重合的技术问题才能实现。
[0004]现有技术中的这种校准，是通过计算机在屏幕上投影出特殊图形或网格，人工在这些特殊图形或网格上手持激光器进行逐个激光标点或利用如电烙铁等发热设备模拟弹着在屏幕上的摩擦热点在屏幕特殊图形或网格上进行人工烫点，计算机逐个采集这些激光标识点或电烙铁烫的热信号点，建立起激光点或热信号与投影特殊图形或网格之间的准确匹配，这种匹配是将激光或热信号点与投影显示特殊图形或网格点之间采用回归方程进行计算，再现出射击点的坐标，才能实现通过影像技术来实现激光和实弹的射击训练。
[0005]然而，当只有一台或几台投影机进行投影训练时，每个屏幕上需要进行人工标识的点可能只有数十个点需要进行标识，人工逐个手工进行标识采集还可以进行。但当投影机有数台、十几台或几十台时，或者屏幕分上下几层，高度达到十几米时，每个屏幕需要标识的点相加就有数百至上千个，而且，即使校正好了，由于投影机、激光定位摄像机、热成像仪等安装位置会因季节温度变化、地面沉降发生、安装固定件变形、人为因素碰触等因素的发生产生对投影屏幕位置的相对改变，这就会造成原先标识点定位的偏差，而人工再次进行全屏幕区域的校准会因校准的工时非常长、登高设备短缺、专业技术欠熟悉等因素的影响造成使用方操作人员无法、不愿或很少进行定位的及时校准，这就易造成激光和实弹在实际射击训练时的较大定位误差。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种全新的定位方法技术改进，在设备交付使用后，无须使用方操作人员人工进行激光和实弹在屏幕上进行人工校准的方法。为实现上述目的，本发明的技术方案以如下方式实现:
[0007]一种基于投影技术的射击定位自动校正系统，包括计算模块，投影模块和第一标识点米集模块；
[0008]投影模块获取第一坐标数据，根据第一坐标数据投影出定位标识点；
[0009]第一标识点米集模块米集定位标识点，获得第二坐标数据；
[0010]计算模块计算第一坐标数据和第二坐标数据，获得第三坐标数据；
[0011]投影模块根据第三坐标数据投影出第一校正标识点，并使得第一校正标识点和定位标识点重合。
[0012]进一步优选地，还包括第二标识点采集模块；
[0013]第二标识点采集模块和第一标识点采集模块固定在同一载物平台上；
[0014]第二标识点采集模块采集定位标识点，获得第四坐标数据；
[0015]计算模块计算第一坐标数据和第四坐标数据，获得第五坐标数据；
[0016]投影模块根据第五坐标数据投影出第二校正标识点，使得第二校正标识点和定位标识点重合。
[0017]本发明通过投影模块将第一坐标数据投影出定位标识点，并通过第一标识点采集模块采集定位标识点获得的第二坐标数据，计算模块对第一坐标数据与获得的第二坐标数据进行位置匹配计算，得到第三坐标数据，以及通过第二标识点采集模块采集定位标识点获得的第四坐标数据，对第一坐标数据和第四坐标数据进行位置匹配计算，得到第五坐标数据。将第三坐标数据和第五坐标数据分别输入投影模块，投影出来的图形与定位标识点重合，即达到自动校正效果。
[0018]进一步优选地，定位标识点为高反差背景下的特殊图形。为提高计算模块对特殊图形或网格信号图像的识别能力，可以将需采集的定位标识点用黑背景上显示白色标识点或在白背景上显示黑色标识点的方法。
[0019]进一步优选地，第一标识点采集模块为激光摄像机，其通过调节图像亮度自动获取定位标识点，形成第二坐标数据。
[0020]进一步优选地，第二标识点采集模块为热成像仪，其通过对定位标识点进行热烫点识别，采集定位标识点，形成第三坐标数据。
[0021]热成像仪和激光摄像机固定在同一载物平台，分别用于采集定位标识点。由于激光定位摄像机或实弹定位热成像仪安装在同一稳固载物平台上，所以，其中一个设备的位置、角度的变化也意味着另一设备的相同变化，便于进行校正。
[0022]进一步优选地，计算模块还包括当第一标识点采集模块和第二标识点采集模块发生位置偏移时，通过计算第二坐标的位置偏移量对第二校正标识点进行修正，并使得修正后的第二校正标识点与定位标识点重合。
[0023]本发明还提供一种基于投影技术的射击定位自动校正方法，包括:
[0024]SI获取第一坐标数据；
[0025]S2根据第一坐标数据投影出定位标识点；
[0026]S3采集定位标识点，得到第二坐标数据和第三坐标数据；
[0027]S4对第一坐标数据和第二坐标数据进行位置匹配计算，获得第四坐标数据；对第一坐标数据和第三坐标数据进行位置匹配计算，获得第五坐标数据；
[0028]S5根据第四坐标数据和第五坐标数据分别投影出第一校正标识点和第二校正标识点，第一校正标识点和第二校正标识点分别与定位标识点重合，完成校正。
[0029]进一步优选地，还包括步骤S6:
[0030]采集定位标识点，得到第四坐标数据；
[0031]对第一坐标数据和第四坐标数据进行位置匹配计算，获得第五坐标数据；
[0032]根据第五坐标数据投影出第二校正标识点，第二校正标识点和与定位标识点重合，完成校正。
[0033]进一步优选地，定位标识点为高反差背景下的特殊图形
[0034]进一步优选地，还包括:当第二坐标数据和第四坐标数据同时发生位置偏移时，通过计算出第二坐标的位置偏移量对第二校正标识点进行修正，使得修正后的第二校正标识点与定位标识点重合。
[0035]本发明通过将热成像仪和激光摄像机稳固在同一载物平台上，分别采集定位标识点并经由计算模块计算出对应坐标数据，投影出第一校正标识点和第二校正标识点分别与定位标识点重合，完成校正。当本发明实现了投影技术射击的激光训练完全的定位自动校正和实弹热成像定位在完成一次人工校准后，以后参照同一载物平台上的激光偏移量来实现自动校正。对使用的用户而言，做到了校正无需人工操作，具有更高的实际使用效率。
【附图说明】
[0036]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:
[0037]图1为本发明基于投影技术的射击定位自动校正系统的结构框图；
[0038]图2为本发明基于投影技术的射击定位自动校正系统的另一实施例结构框图；
[0039]图3为本发明基于投影技术的射击定位自动校正系统中第一标识点采集模块和第二标识点采集模块的结构示意图；
[0040]图4为本发明基于投影技术的射击定位自动校正系统应用于射击训练中的示意图；