专利名称:一种电子射击方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子及计算机控制技术领域：
，特别涉及一种可识别任何方式形成的有色靶标，既可以进行射击比赛或射击训练，也可以分组对战，同时可以自动报环或报对战结果的电子射击方法及系统。
背景技术：
射击一直是很多人喜欢的运动项目，但是真枪实弹的射击太过危险，即便是一些射出塑料子弹的玩具枪其打出的子弹也极易伤人，所以在很多国家都受到限制，而且成本也很高。于是出现了有很多电子射击的枪支其一是在枪支上装上红外线发射装置并将红外线聚集成束，在靶上则有众多的接收装置，不同位置的接收装置接受到信号后其相应的LED亮起以指示射中的位置，并报出相应的环数。此类装置尺寸较大且成本很高，不适合家庭使用，常设置在公众游乐场所。此种电子射击枪支首先必须自己发出红外线，并将其发射 到靶端，是靶上的接收装置能够接收到，才能判断出射击到的位置。反之，如果电子射击枪不发射红外线，或者靶端没有接收到该红外线，则不能判断射击到的位置。
其二是电视或电脑游戏枪也就是通常所说的光线枪光线枪不会射出光线，只能接收光线。在接收到光线后，光线枪会把枪口对准点的信号传回给游戏机，对应的软件就会告诉主机枪口所瞄准的位置在哪里。当光线枪按下扳机后，无论枪口是否对着屏幕，屏幕上总会有一道闪光，而这道由软件控制发出的白色帧就是光枪测位的关键，在这一过程中，光线枪按下扳机后必须先向游戏机发出信号、建立通讯，使其按照要求发出特定屏幕闪光后，光线枪才能接收到特定的光线，从而判断出枪口所瞄准的位置。反之，如在光线枪按下扳机后没有先向游戏机发出信号、建立通讯，或者游戏机没有按照要求发出特定屏幕闪光后，则光线枪不能接收到特定的光线，就无法判断出枪口所瞄准的位置。
在PALNTSC的CRT电视中，扫描线是影像生成的方式。以NTSC为例，每次影像扫描时，在六十分之一秒内并非从头到尾连续扫描525条扫描线，而是只扫描一半，也就是262. 5线,剩下一半在另外一个六十分之一秒时扫描。第一次扫描时只由上而下水平扫描奇数线，第二次扫描时扫描偶数线。二次扫描所生成的图场(Field)就结合成一幅完整的图像帧(Frame)。由于扫描时是以奇数、偶数扫描线做交替隔行扫描，所以叫隔行扫描。
按下扳机后，游戏软件控制主机发送一个全白色的帧，正如前面提到的，电视机显示这个白色帧是需要从上到下，从左往右扫描的，所以从这一帧扫描第一个点开始，到枪口收到白色光(注尽管枪口看上去较大，但真正能接受光的感光机构可接受范围很小，所以它只会对准屏幕上很小的一块范围，这个范围略大于两行扫描线距离，可以认为其对准的是一个“点”)这个时间差T(pos)，就可以算出坐标位置，这里假定从屏幕到光线枪的光线传播时间为O。NTSC情况下一个隔行帧显示的时间是0. 0167秒(60Hz)，这里为了方便大家理解计算过程，暂定理想状况扫描线无消隐时间，帧无消隐时间，扫描线回扫时间为0，扫描线共480线(扫描线实际上是525条，但真正有成像能力的只有480线左右)，水平点数为640。[0006]所以每一行扫描线需要的扫描时间为T(scanline) = O. 0167/480，我们就可以计
算出
垂直位置Y= Trunc (T (pos) /T (scanline))
水平位置X= (T(pos )-YXT(scanline))/T(scanline) X640
如果把所有情况(扫描线消隐、回扫，有效扫描线等等)考虑到，计算过程要复杂很多，但是原理仍然基于上面的“理想状况”。
实际上，发送全白色帧之前，游戏机还会发射一帧全黑帧，这样可以去除游戏画面 上闻売颜色的干扰。
简单的来说，光枪的工作原理就是
抠下扳机----线缆将信号传给主机----软件命令电视机发出一个白色帧----枪口将接受到的光信号传回给主机----软件计算时间差从而算出位置----命令电视机发出一个击中点——如果刚好在目标上，那么你击中了 ！
光枪不能用在逐行电视上，因为逐行电视的成像原理和隔行电视完全不同，它是从屏幕图像第一条扫描线一直连续扫描到最后一条，而非先扫奇数条再扫描偶数条。当然更不能应用在加了电视卡的显示器以及液晶显示设备上了。实际上现在SEGA和NAMCO都已研制出对应逐行设备的光线枪系统，但由于造价昂贵，目前还不太可能出现在家用机上。为此目前针对LCD屏的射击游戏只是采用一些体感器件来移动光标，现场感和精准度相差甚远。
光线枪只是一个游戏机的附件，无法单独使用。
其三是红外对战枪(也有叫激光对战枪)其原理是在一支枪上同时装有红外发射和接收装置，枪上可以发射两种带有不同编码的红外线。游戏时，可以将枪支分成两组，如果接收的是同一方发射的红外线则不作出反应，如果接收到对方的信号则当作被对方击中。对战枪必需要两个人以上才能玩，且不能与电脑或游戏机接驳。此种电子射击枪支也是首先必须自己发出红外线，并将其发射到靶端，是靶上的接收装置能够接收到，才能判断出射击到的位置。反之，如果电子射击枪不发射红外线，或者靶端没有接收到该红外线，则不能判断射击到的位置。
目前，光电二极管现在已经得到很广泛的应用，其特点是在光电管两极施加一定电压时，不同强度的光线照射到光电二极管上时其电流大小是不一样的，光线越强，电流越大，光线越弱电流越小。此电流信号可以经过特别的电路转换成电压信号，频率信号，或是数字信号等以满足不同的需要。
近年来出现了一种颜色传感器，可以分辩不同的颜色，其原理是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤光片，有的则加多一组不带滤光片的光电二极管，而不同颜色的光线经过滤光片后其衰减的程度是不一样的，这样在相应光电二极管上就会得到不同的信号。为了提高精准度，通常每种颜色的光电二极管不止一个；为了方便后续设备使用这种信号，这些颜色传感器内部会再集成了一些转换的功能，可以直接输出电压信号，或经自带的AD转换电路转换成数字量信号或频率信号。也可以采用独立的AD转换IC来转换信号或采用MCU中自带AD转换电路来转换。MCU对比从不同组光电二极管上得到的数据即可判断光源的颜色和强度。现在此技术已用来代替人眼识别标示，检测产品质量等。
但是，目前还没有将上述技术结合后应用到电子射击方法及系统方面的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，而提供一种新原理的电子射击方法，其可识别任何方式形成的有色靶标，既可以进行射击比赛或射击训练，也可以分组对战，同时可以自动报环或报对战结果，特别是其不需要在扣动扳机的动作之前或者同时，与靶端建立任何形式的通讯或联系，也不需要射击端发射任何光线或其他无线信号，具有更强的仿真射击效果，处理速度更快，使用更为灵活、自由；
本发明的目的还在于，提供一种实施上述方法的电子射击系统。
本发明实现上述目的所采用的技术方案是
一种电子射击方法，其特征在于，包括以下步骤I)设置一靶标端，其包括一靶标，该靶标发射或反射光线；
2)设置一射击端，其设有一扳机及内部控制部分；
3)扣动扳机，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。
本发明的进一步改进，其还可以包括以下步骤
4)所述的射击端将所得到的判断结果和控制信息发送给外部控制设备；
5)所述的外部控制设备接收到该判断结果和控制信息后，输出处理结果；
6)所述的外部控制设备接收到该判断结果和控制信息后，与靶标端建立连接，控制靶标端；
7)所述的外部控制设备预定情况下传送信号给射击端。
所述的步骤2)中的射击端内置的内部控制部分，包括相互连接并交互通讯的一信号采集单元，其包括透镜，颜色传感器，模数转换器；一输出单元，一处理单元，其包括一运算与控制模块；一数据存储模块，一通讯模块；所述的处理单元内置有运算程序。
所述的信号采集单元中的凸透镜，将来自靶标处发射或反射的光线进行聚焦，使该焦点落在颜色传感器上或附近，模数转换器将颜色传感器上的信号转换为数字信号，并传输给所述的处理单元。
所述的处理单元，包括一内置运算程序；所述的存储模块内存储有对比色彩信息；
所述的步骤3)具体还包括所述的处理单元接收到信号采集单元传输的靶标颜色信号后，以该信号作为对象，调用存储模块信息及内置的运算程序进行运算，获得和输出判断结果和控制信息，并发送给其输出单元直接进行执行，如输出声光信号等，或
所述的步骤4)射击端将该判断结果和控制信息发送给外部控制设备。
所述步骤4)、5)、6)、7)中的外部控制设备，其为电脑、游戏机或是其它的智能设备，或是处理射击端信号的设备。
所述的靶标其为彩色的纸靶、衣服、电视、电脑、或手持设备的各种电子显示屏。
所述的步骤6)还包括所述的外部控制设备的程序得到射击端的信号后控制靶标端输出新的图像。
一种实施所述的电子射击方法的电子射击系统，其特征在于，其包括配合使用的一靶标端及一射击端；其中所述的靶标端包括一发射或反射光线的靶标，还可包括一外部控制设备；所述的射击端，设有一扳机及内部控制部分；扣动扳机时，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。
所述的射击端还包括内置的内部控制部分，其包括相互连接并交互通讯的一信号采集单元、一输出单元、一处理单元；所述的处理单元内置有运算程序。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为
(I)、在颜色传感器的前方设置最少一片透镜，让前方目标处发射或是反射的光经透镜后聚焦，其焦点正好落在颜色传感器上或在颜色传感器附近。
(2)、前方目标处发射或反射出的光经透镜后投射到颜色传感器上，颜色传感器的多组光电二极管会产生相应的电流，该电流信号经一次或多次的转换电路转换成数字信号后送到MCU，MCU根据各组光电二极管的数据分析光源的颜色和亮度以此判断是何种颜色的光线落到颜色传感器上；
(3)、MCU根据感应到的不同颜色值再对照内部预设的值以确定是否击中目标或击哪个目标，再输出不同的信号，如声音信号，图像信号(LED或LCD显不)或其他信号来告知用户。
(4)、如⑴、⑵、(3)所述的MCU也可以将颜色数据传输给电脑或游戏机等设备，由电脑或游戏机来作出判断，并作出相应的输出，如声音，图像等。
(5)、如(4)所述的MCU也可以将一些外部的操作信号传输给电脑或游戏机，由电脑或游戏机据此作出一些预设的响应。
本发明产生的有益效果为本发明所提供的射击方法，其原理完全不同于现有电子射击技术，其射击端直接采集所瞄准的目标的光线，并通过区分其采集光线的颜色来判定射击的位置，而在这一过程中，完全无需靶标端做任何通讯及配合，因此，其可以识别任何方式形成的有色靶标，包括静态的、动态的，只要能够反射或发出光线，即可成为射击目标，更符合真实的射击过程，使用户有身临其境的射击感觉。
由于射击端无需靶标端的任何通讯及配合，射击端的判断速度快、所受到的影响、干扰和制约因素少，适用范围大，既可以进行射击比赛或射击训练，也可以分组对战，同时可以自动报环或报对战结果；当本发明连接到电脑或游戏机后，用户将体验到鼠标和键盘所无法比拟的其身临其境的射击感受。
本发明所涉及的靶标，可以为任何能够反射或发出光线的物体，可为静态或动态的，特别是可以为在大地域范围内快速移动的、动态的目标，完全突破了现有技术中对于靶标的种种限制，使本发明所提供的射击方法和系统，能够应用于原来的各种电子射击技术所不能应用的对象、场所和领域，达到了意想不到的效果。
下面结合附图与具体实施方式
，对本发明进一步说明。
图I为本发明的整体组成框图及流程示意图；
图2是本发明的光学原理示意图；
图3是图2在成像位置的局部放大图；[0054]图4是本发明实施例使用的电路原理模块图；
图5是本发明与电脑或游戏连接使用的电路原理模块图；
图6是本发明实施例颜色靶的结构示意图；
图7是颜色传感器中不同组光电二极管对不同波长光的响应表；
图8是光波与颜色的对应关系图。
具体实施方式
参见图I至图7，本发明提供的一电子射击方法，包括以下步骤
I)设置一靶标端，其包括一靶标1，该靶标I发射或反射光线；2)设置一射击端，其设有一扳机及内部控制部分；
3)扣动扳机，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。
本发明的进一步改进，其还可以包括以下步骤
4)所述的射击端将判断结果和控制信息发送给外部控制设备；
5)所述的外部控制设备接收到该判断结果和控制信息后，输出处理结果；
6)所述的外部控制设备接收到该判断结果和控制信息后，与靶标端建立连接，控制靶标端；
7)所述的外部控制设备预定情况下传送信号给射击端。
所述的步骤2)中的射击端内置的内部控制部分，包括相互连接并交互通讯的一信号采集单元，其包括凸透镜2，颜色传感器3，模数转换器；一输出单元，一处理单元，其包括一运算与控制模块；一数据存储模块，一通讯模块；所述的处理单元内置有运算程序。
所述的信号采集单元中的凸透镜2，将来自靶标I处发射或反射的光线进行聚焦，使该焦点落在颜色传感器3上或附近，模数转换器将颜色传感器3上的信号转换为数字信号，并传输给所述的处理单元。
所述的处理单元，包括一内置运算程序；所述的存储模块内存储有对比色彩信息；
所述的步骤3)具体还包括所述的处理单元接收到信号采集单元传输的靶标颜色信号后，以该信号作为对象，调用存储模块信息及内置的运算程序进行运算，获得和输出判断结果和控制信息，并发送给其输出单元直接进行执行，如输出声光信号等，或
所述的步骤4)为射击端的输出单元将该判断结果和控制信息发送给外部控制设备。
所述步骤4)、5)、6)、7)中的外部控制设备，其为电脑、游戏机或是其它的智能设备，或是处理射击端信号的设备。
所述的靶标其为彩色的纸靶、衣服、电视、电脑、或手持设备的各种电子显示屏。
所述的步骤6)还包括所述的外部控制设备的程序得到射击端的信号后控制靶标端输出新的图像。
参见图I，一种实施前述方法的电子射击系统，其包括配合使用的一靶标端及一射击端；其中所述的靶标端包括一发射或反射光线的靶标1，还可包括一外部控制设备；所述的射击端，设有一扳机及内部控制部分；扣动扳机时，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。
所述的射击端还包括内置的内部控制部分，其包括相互连接并交互通讯的一信号采集单元、一输出单元、一处理单元；所述的处理单元内置有运算程序。
如图2和图3所示在颜色传感器3的前方设置一凸透镜2，靶标I处射出或反射的光经凸透镜2会形成一焦点，21是凸透镜的焦点位置，从光路上可以看出前方靶标I所成的像在焦点的后方，从图也可以看出正对凸透镜2—定范围内的光线聚焦后落在颜色传感器3上，超出此范围的光线就落不到颜色传感器3上。
如图4所示是一套独立使用的电子射击系统电路原理图，人操作MCU发出信号，通知ADC读取颜色传感器3上的信号，ADC读取颜色传感器3上的信号后转换成数字信号，MCU对比此颜色数据和预设的数据，从而判断是否击中或击什么位置，MCU通过输出声音，或显示如亮LED，又或通过数码管或LCD显示数值等告知操作者其操作结果，也可将这些数据保存以便统计多次操作的结果。如图5所示是一套与电脑或游戏机相连的电子射击系统的原理图，在此系统与电脑建立连接且用户操作后，MCU既可以将操作结果直接输出，也可以将所读到的信号输出到电脑或游戏机上，由电脑或游戏机来作判断并输出不同结果。
如图6是一个示范的颜色靶，不同环数的颜色明显不同，电子射击系统瞄准不同环时颜色传感器各组光电二极管将得到不同的电流值，经过转换电路后这些模拟量变成数字量，MCU对比这些数字量，从而判定击中的颜色并报出相应的环数，MCU也可以统计多次射击的总环数，在需要时用户可以操作MCU，MCU再通过输出声音或显示报出总环数。
参见图7，本发明采用的颜色传感器3的三组光电二极管，对不同波长的光的响应曲线，根据图示的响应曲线对比所得到的颜色信号，就可以确定所接收到的光波的波长。
参见图8，本发明运用了光的波长与颜色的对应关系，根据波长可以确定光的颜 色。
本发明由于射击端无需靶标端的任何通讯及配合，射击端的判断速度快、所受到的影响、干扰和制约因素少，适用范围大，既可以进行射击比赛或射击训练，也可以分组对战，同时可以自动报环或报对战结果；当本发明连接到电脑或游戏机后，用户将体验到鼠标和键盘所无法比拟的其身临其境的射击感受。
本发明所涉及的靶标，可以为任何能够反射或发出光线的物体，可为静态或动态的，特别是可以为在大地域范围内快速移动的、动态的目标，完全突破了现有技术中对于靶标的种种限制，使本发明所提供的射击方法和系统，能够应用于原来的各种电子射击技术所不能应用的对象、场所和领域，达到了意想不到的效果。
本发明可识别任何方式形成的有色靶标I ;既可以进行射击比赛或射击训练，也可以分组对战，同时可以自动报环或报对战结果；当本发明连接到电脑或游戏机后，用户将体验到鼠标和键盘所无法比拟的其身临其境的射击感受。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似方法及系统结构来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电子射击方法，其特征在于，包括以下步骤 1)设置一靶标端，其包括一靶标(1)，该靶标(I)发射或反射光线； 2)设置一射击端，其设有一扳机及内部控制部分； 3)扣动扳机，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。
2.根据权利要求
I所述的电子射击方法，其特征在于，其还可以包括以下步骤 4)所述的射击端将判断结果和控制信息发送给外部控制设备； 5)所述的外部控制设备接收到该判断结果和控制信息后，输出处理结果； 6)所述的外部控制设备接收到该判断结果和控制信息后，与靶标端建立连接，控制靶 标端； 7)所述的外部控制设备预定情况下传送信号给射击端。
3.根据权利要求
I或2所述的电子射击方法，其特征在于，所述的步骤2)中的射击端内置的内部控制部分，包括相互连接并交互通讯的一信号采集单元，其包括凸透镜(2)，颜色传感器(3)，模数转换器；一输出单元，一处理单元，其包括一运算与控制模块；一数据存储模块，一通讯模块；所述的处理单元内置有运算程序。
4.根据权利要求
3所述的电子射击方法，其特征在于，所述的信号采集单元中的凸透镜(2)，将来自靶标(I)处发射或反射的光线进行聚焦，使该焦点落在颜色传感器(3)上或附近，模数转换器将颜色传感器(3)上的信号转换为数字信号，并传输给所述的处理单元。
5.根据权利要求
4所述的电子射击方法，其特征在于，所述的处理单元，包括一内置运算程序；所述的存储模块内存储有对比色彩信息； 所述的步骤3)具体还包括所述的处理单元接收到信号采集单元传输的靶标颜色信号后，以该信号作为对象，调用存储模块信息及内置的运算程序进行运算，获得和输出判断结果和控制信息，并发送给其输出单元直接进行执行，如输出声光信号等，或 所述的步骤4)为射击端的输出单元将该判断结果和控制信息发送给外部控制设备。
6.根据权利要求
2所述的电子射击方法，其特征在于，所述步骤4)、5)、6)、7)中的外部控制设备，其为电脑、游戏机或是其它的智能设备，或是处理射击端信号的设备。
7.根据权利要求
2所述的电子射击方法，其特征在于，所述的步骤6)还包括所述的外部控制设备的程序得到射击端的信号后控制靶标端输出新的图像。
8.根据权利要求
I所述的电子射击方法，其特征在于，所述的靶标为彩色的纸靶、衣月艮、电视、电脑、或手持设备的电子显示屏。
9.一种实施权利要求
1-8之一所述方法的电子射击系统，其特征在于，其包括配合使用的一靶标端及一射击端；其中所述的靶标端包括一发射或反射光线的靶标；所述的射击端，设有一扳机及内部控制部分；扣动扳机时，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。
10.根据权利要求
9所述的电子射击系统，其特征在于，所述的射击端内置的内部控制部分，其包括相互连接并交互通讯的一信号采集单元、一输出单元、一处理单元；所述的处理单元内置有运算程序。
专利摘要
本发明提供了一种电子射击方法，其包括以下步骤(1)设置一靶标端；(2)设置一射击端；(3)扣动扳机，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并根据预设规则程序对该信号进行判断，从而确定采集的光线颜色，并输出判断结果和控制信息。本发明还公开了一种实施上述方法的电子射击系统，其包括配合使用的一靶标端及一射击端；其中所述的靶标端包括一发射或反射光线的靶标，还包括一外部控制设备；所述的射击端，设有一扳机及内部控制部分；扣动扳机时，射击端处于工作状态，采集所述靶标端的光线信号，并输出判断结果和控制信息。本发明可识别任何方式形成的有色靶标，使用者具有身临其境的射击感受。
文档编号F41J5/06GKCN102698432SQ201210121460
公开日2012年10月3日 申请日期2012年4月24日
发明者卢小平 申请人:卢小平导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan