本发明涉及射击领域，具体涉及一种射击轨迹再现系统及方法。
背景技术：
长期以来，在射击领域，如何记录和再现射击瞄准轨迹一直是困扰人们的一大难题。在进行射击训练时，射击者大多只是依靠感觉以及增加射击训练次数来获取相关的经验的方式来提高射击精度。这种办法很难对射击训练时出现的瞄准问题进行深入分析，从而帮助射击者纠正问题，提高射击水平。为了提升射击水平，在高档的射击训练场所，通常会采用专业的光电瞄准轨迹记录设备进行射击轨迹再现，让射击者直观的看到自身的问题并加以改正。
但是，现有的专业的光电瞄准轨迹记录设备存在体积庞大，费用昂贵，使用繁琐，难以普及的问题，因此，有待改进。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的第一种目的在于提供一种射击轨迹再现系统，可精准地拍摄到用户射击全过程的画面，收集射击全过程中的数据并快速处理，得出射击轨迹，具有体积小、操作简便、成本低、普及性强的优势。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种射击轨迹再现系统，包括：射击器械；射击标靶；运动相机，所述运动相机固定安装于所述射击器械上，所述运动相机用于拍摄射击者射击全过程、并将拍摄的图像数据保存并上传；以及，终端设备，所述终端设备与所述运动相机相连接，所述终端设备上具有图像处理系统，所述图像处理系统用于接收所述运动相机上传的图像数据并对图像数据进行分析、处理，再根据处理结果模拟出射击轨迹。
所述图像处理系统包括：数据接收模块，所述数据接收模块用于接收所述运动相机上传的图像数据；数据处理模块，所述数据处理模块与所述数据接收模块相连接并处理其接收的图像数据；以及，模拟显示模块，所述模拟显示模块与所述数据处理模块相连接，所述数据处理模块用于根据所述数据处理模块的处理结果显示射击轨迹。
所述运动相机包括：系统控制模块以及与其相连接的摄像头模块、图像处理模块、传感器模块、存储模块、无线通讯模块、电源模块；所述传感器模块，用以检测所述射击器械是否进行射击操作；所述摄像头模块，用以拍摄射击全过程；所述图像处理模块，用以接收所述摄像头模块拍摄的射击过程的图像数据并控制所述存储模块进行存储操作，并且再存储时进行上传操作；所述存储模块，用以存储图像数据；所述系统控制模块，用以接收所述传感器模块发出的信号并判断所述摄像头模块是否进行摄像操作，同时用于控制图像处理模块是否进行图像处理及图像数据上传操作；所述电源模块，用以供电；所述无线通讯模块，用以实现所述运动相机与所述终端设备之间的数据交换。
所述摄像头模块上设置有视频缓冲模块，所述视频缓冲模块用以录制射击操作前预定时间间隔与射击操作完成后预定时间间隔内的图像数据。
所述传感器模块为用于检测所述运动相机是否震动的震动传感器或者用于检测所述运动相机是否具有加速度的加速度传感器。
所述运动相机上设置有安装辅助件，所述安装辅助件具有激光发射功能。
通过采用上述射击轨迹在线系统，在射击器械上安装运动相机时，先将运动相机初步安装在射击器械上，然后将运动相机的安装辅助件打开，利用激光准直的原理，调整运动相机直至运动相机与射击器械处于平行状态，从而保证运动相机的拍摄方向与射击器械的瞄准方向一致；在进行射击训练时，用户在射击时射击器械会产生后座力，从而导致射击器械产生加速度，通过设置在运动相机内的加速度传感器感知运动相机的加速度，从而控制运动相机的摄像头模块的开启与关闭，实现运动相机的自动启停，保证了运动相机能够拍摄到射击的全过程，再通过终端设备上装载的图像处理系统，对拍摄的射击视频里的每一帧图像进行图像分析处理，得出射击运动轨迹，具有操作简单、适用范围广、成本低的优势。
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的第二种目的在于提供一种射击轨迹再现方法，可根据拍摄到的用户射击全过程的画面，进行图像数据的快速处理、分析，得出射击轨迹，具有简便、快捷、适用范围广的优势。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种射击轨迹再现方法，所述方法基于上述任一项所述的射击轨迹再现系统，所述方法包括：
射击，使用所述射击器械瞄准所述射击标靶进行射击；
感应拍摄，所述传感器感知所述射击器械发生射击动作，并将感知信号传输到所述系统控制模块，所述系统控制模块根据接收信号判断正在进行射击操作，并向摄像模块发送拍摄信号，所述摄像模块根据接收进行摄像，并将拍摄的视频资料发送至图像处理系统；
处理图像并得出射击轨迹，通过所述图像处理系统对所述运动相机拍摄的射击视频进行图像分析处理，得出射击轨迹。
所述处理图像并得出射击轨迹步骤包括：
准星位置校准，所拍摄的视频每帧中间位置都有一个准星的图标，该准星位置可以通过App或者借助激光进行调整；
正式瞄准并射击后，处理所得视频的图像帧，通过裁剪使靶纸中心处在新图像帧的中心位置，以此类推，处理所得到的所有图像帧，然后保存新生成的视频文件；
播放新生成的视频，播放视频时，靶纸会一直稳定地显示在视频中心位置，而叠加的准星图标随着每帧的播放，而形成运动轨迹，得到射击轨迹。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、通过运动相机实时拍摄射击过程，使得用户可以记录并保存射击训练的精彩时刻，具有用户体验好的优势；
2、通过图像处理系统对运动相机拍摄的视频进行分析处理，然后播放处理后的图像帧，得出射击轨迹，解决了现有的专业的光电瞄准轨迹记录设备存在体积庞大，费用昂贵，使用繁琐，难以普及的问题，使得该射击轨迹再现系统具有体积小、操作简便、成本低、普及性强的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图像处理系统的结构框图；
图3是运动相机的模块框图；
图4是运动相机的整体结构示意图；
图5是运动相机的爆炸图；
图6是运动相机的侧面壳及运动相机内部结构图；
图7是图6中细节A的放大图；
图8为运动相机主面壳的结构示意图；
图9是图8中细节B的放大图；
图10是运动相机中摄像头与安装支架的结构示意图；
图11是图10中细节C的放大图；
图12是本发明的方法流程框图。
附图标记说明：1、射击器械；2、射击标靶；3、运动相机；4、图像处理系统；5、数据接收模块；6、数据处理模块；7、模拟显示模块；8、系统控制模块；9、摄像头模块；10、图像处理模块；11、传感器模块；12、存储模块；13、无线通讯模块；14、电源模块；15、安装辅助件；16、外壳；17、主板；18、摄像头；19、安装支架；20、隔板；21、缓冲件；22、镜头盖；23、玻璃窗；24、弹性橡胶层；25、主面壳；26、侧面壳；27、定位组件；28、主按键；29、指示灯；30、USB接口；31、定位槽；32、定位孔；33、定位条；34、定位凸块；35、凹槽；36、凸条；37、安装槽；38、卡扣组件；39、卡块；40、弹性件；41、卡槽；42、柔性层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本实施例射击一种射击轨迹再现系统，如图1所示，包括：射击器械1、射击标靶2、运动相机3以及终端设备。
本实施例以手枪作为射击器械1为例，射击标靶2为贴附有靶纸的普通标靶。运动相机3固定安装于射击器械1上，运动相机3用于拍摄射击者射击全过程，并将拍摄的图像数据保存并上传。终端设备与运动相机3通讯连接，终端设备上具有图像处理系统4，图像处理系统4用于接收运动相机3上传的图像数据并对图像数据进行分析、处理，再根据处理结果模拟出射击轨迹。
如图1、2所示，图像处理系统4包括：数据接收模块5、数据处理模块6以及模拟显示模块7。数据接收模块5用于接收运动相机3上传的图像数据。数据处理模块6与数据接收模块5相连接并处理其接收的图像数据。模拟显示模块7与数据处理模块6相连接，数据处理模块6用于根据数据处理模块6的处理结果显示射击轨迹。
结合图3所示，运动相机3包括：系统控制模块8以及与其相连接的摄像头模块9、图像处理模块10、传感器模块11、存储模块12、无线通讯模块13、电源模块14；传感器模块11，用以检测射击器械1是否进行射击操作，传感器模块11为用于检测运动相机3是否震动的震动传感器或者用于检测运动相机3是否具有加速度的加速度传感器。摄像头模块9，用以拍摄射击全过程。图像处理模块10，用以接收摄像头模块9拍摄的射击过程的图像数据并控制存储模块12进行存储操作，并且再存储时进行上传操作。存储模块12，用以存储图像数据。系统控制模块8，用以接收传感器模块11发出的信号并判断摄像头模块9是否进行摄像操作，同时用于控制图像处理模块10是否进行图像处理及图像数据上传操作。电源模块14，用以供电。无线通讯模块13，用以实现运动相机3与终端设备之间的数据交换。
在本实施例中，为了保证运动相机3实时拍摄的视频的完整性，在摄像头模块9上设置有视频缓冲模块，视频缓冲模块用以录制射击操作前预定时间间隔与射击操作完成后预定时间间隔内的图像数据，预定时间间隔为1秒。传感器模块11为加速度传感器，加速度传感器能够在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向检测运动相机3是否具有运动加速度的加速度传感器。为了保证运动相机3与手枪枪管相互平行，从而保证运动相机3的拍摄方向与手枪枪管一致，在运动相机3上设置有安装辅助件15，安装辅助件15具有激光发射功能。在其他实施例中，传感器为震动传感器，震动传感器用于检测运动相机3是否发生震动。
其中，如图4、5所示，运动相机3包括：外壳16、主板17、摄像头18、安装支架19，隔板20，缓冲件21以及镜头盖22。外壳16用于保护主板17，主板17设置于外壳16内，摄像头18设置于主板17上。安装支架19设置于外壳16内部，安装支架19与摄像头18可拆卸式装配，安装支架19用于固定摄像头18，并填充摄像头18与外壳16内壁之间间隙。镜头盖22与外壳16的摄像端可拆卸式装配，镜头盖22用于将安装支架19抵紧在隔板20上，隔板20用于安装主板17以及摄像头18。缓冲件21设置于镜头盖22与安装支架19之间并起缓冲作用。
在本实施例中，为了防止灰尘或杂物进入到摄像头18内，安装支架19与镜头盖22之间设置有玻璃窗23。为了扩展运动相机3的功能，在主板17上设置有WiFi模块和激光管模块，WiFi模块用于实现运动相机3与终端设备之间的无线通讯连接，激光管模块用于辅助运动相机3与手枪之间的安装。为了方便摄像头18的安装，在安装支架19上设置有安装缺口，安装缺口与摄像头18的外形适配。为了提升安装支架19与摄像头18之间安装的紧密性，在安装支架19靠近镜头盖22一侧的内壁上粘接有弹性橡胶层24，并且弹性橡胶层24上靠近电路板一侧的厚度小于远离电路板一侧的厚度，弹性橡胶层24为绝缘硅胶。安装支架19整体呈圆筒状，镜头盖22为圆盘状，且镜头盖22通过螺纹装配在外壳16上，缓冲件21为弹簧垫圈。
如图5、6、8所示，外壳16包括：主面壳25，侧面壳26以及定位组件27。侧面壳26与主面壳25相装配，从而将主板包裹在内部。定位组件27设置于主面壳25与侧面壳26之间，定位组件27在主面壳25与侧面壳26装配时起定位作用。
如图6、7所示，主面壳25上设置有主按键28、指示灯29以及USB接口30，为了方便用户按键，将主按键28设置为表面具有防滑纹路的圆柱体，主按键28用于手动操作时控制运动相机3的开机与关机，指示灯29用于反应运动相机3的工作状态，USB接口30用于与USB线缆进行适配，连接电脑或电源适配器，实现运动相机3的视频文件传输以及运动相机3的充电操作。
在本是实例中，考虑到运动相机3的应用场景以及经常使用的工作状态，主按键28具体设置为一个，指示灯29设置为四个(颜色分别为绿灯，红灯，黄灯和蓝灯)，绿灯和红灯为一组，位于同一个位置，黄灯和蓝灯为另一组，在另一个位置，设置一个USB接口30。
为了简化运动相机3的操作，运动相机3的主按键28具有三种按键模式，分别为短按开机操作模式、长按开机操作模式和超长开机操作模式。其中，短按键模式对应运动相机3的开机和关机。当运动相机3处于关机模式时，短按键操作将开机，如果运动相机3处于开机后的工作模式时，按键(包括短按，长按和超长按键)将关机，如果运动相机3处于睡眠模式时，短按键(本实施例为按一下键)将唤醒相机，从而进入一般工作模式。在运动相机3处于关机模式时，长按键操作(本实施例为按住按键时间为4秒)将开机，同时运动相机3将开启WiFi功能，如果运动相机3开启WiFi模式，指示灯29会由开机时的绿灯，红灯亮，黄灯亮，到进入WiFi模式后的绿灯亮，黄灯亮。用户可以通过App来连接设备，从而设定运动相机3中的各项参数。在运动相机3处于关机模式时，超长按键(本实施例为按住按键为12秒)，运动相机3将进入激光管模式，用户可以通过激光管来验证安装的位置是否枪管保持水平。
如图8、9所示，主面壳25上设置有定位槽31和定位孔32，定位组件27包括：定位条33设置于侧面壳26上与主面壳25接触的端面上，定位条33用于与定位槽31相装配。定位凸块34设置于侧面壳26上与主面壳25接触的端面上，定位凸块34用于与定位孔32相装配。在本实施例中，为了提升定位条33与定位槽31之间装配的稳固性，在定位槽31内侧壁上设置有凹槽35，同时在定位条33上设置有凸条36。
为了提升摄像头18与安装支架19之间的紧密性，在摄像头18上设置有卡槽41，安装支架19上设置有与卡槽41相装配的卡扣组件38，卡扣组件38用于实现摄像头18与安装支架19之间锁定与解锁定。
如图10、11所示，安装支架19的内壁上设置有安装槽37，卡扣组件38包括：卡块39以及弹性件40。卡块39设置于安装槽37内，卡块39可沿安装槽37的开设方向滑动，卡块39用于与卡槽41相装配。弹性件40设置于安装槽37与卡块39之间，弹性件40的一端与安装槽37的槽底固定装配、另一端与卡块39固定装配，弹性件40用于为卡块39的复位提供回复力。
在本实施例中，为了方便卡块39与卡槽41之间的锁定与解锁定，将卡块39为远离安装槽37的槽底一侧设置为半球状的卡柱。为了提升安装支架19与外壳16之间的紧密性，在安装支架19的外表面上设置有柔性层42，柔性层42用于填充安装支架19与外壳16之间的间隙，柔性层42为海绵层，弹性件40为弹簧。在其他实施例中，卡块39为楔形块，柔性层42为泡沫层、硅胶层、橡胶层等等。弹性件40为弹块、弹片等。
本实施例的使用原理大致如下述：在射击器械1上安装运动相机3时，先将运动相机3初步安装在射击器械1上，然后将运动相机3的安装辅助件15打开，利用激光准直的原理，调整运动相机3直至运动相机3与射击器械1处于平行状态，从而保证运动相机3的拍摄方向与射击器械1的瞄准方向一致；在进行射击训练时，用户在射击时射击器械1会产生后座力，从而导致射击器械1产生加速度，通过设置在运动相机3内的加速度传感器感知运动相机3的加速度，从而控制运动相机3的摄像头模块9的开启与关闭，实现运动相机3的自动启停，保证了运动相机3能够拍摄到射击的全过程，在通过终端设备上装载的图像处理系统4，对拍摄的射击视频里的每一帧图像进行图像分析处理，得出射击运动轨迹，具有操作简单、适用范围广、成本低的优势。
基于上述的射击轨迹再现系统，本实施例还涉及一种射击轨迹再现方法，如图12所示，该方法包括：
射击S1，使用射击器械1瞄准射击标靶2进行射击。
感应拍摄S2，传感器感知射击器械1发生射击动作，并将感知信号传输到系统控制模块8，系统控制模块8根据接收信号判断正在进行射击操作，并向摄像模块发送拍摄信号，摄像模块根据接收进行摄像，并将拍摄的视频资料发送至图像处理系统4。
处理图像并得出射击轨迹S3，通过图像处理系统4对运动相机3拍摄的射击视频进行图像分析处理，得出射击轨迹。
其中，处理图像并得出射击轨迹S3包括：准星位置校准，所拍摄的视频每帧中间位置都有一个准星的图标，该准星位置可以通过App或者借助激光进行调整；
正式瞄准并射击后，处理所得视频的图像帧，通过裁剪使靶纸中心处在新图像帧的中心位置，以此类推，处理所得到的所有图像帧，然后保存新生成的视频文件；
播放新生成的视频，播放视频时，靶纸会一直稳定地显示在视频中心位置，而叠加的准星图标随着每帧的播放，而形成运动轨迹，得到射击轨迹。
该方法不仅能够对收集的射击视频进行快速的图像处理，并播放处理后的图像帧，得出射击轨迹，解决现有的专业的光电瞄准轨迹记录设备存在体积庞大，费用昂贵，使用繁琐，难以普及的问题，使得该射击轨迹再现系统具有体积小、操作简便、成本低、普及性强的优势；同时，此方法还可以对射击击中点进行分析，绘制出射击击中点的轨迹，使其与射击轨迹形成对比，方便用户及时发现射击错误并加以纠正，从而提升射击能力。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。