一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法与流程

本发明属于靶机图像处理，尤其涉及一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法。

背景技术：

1、当前的轻武器射击用靶机，主要有激波靶，导电靶和视频映像靶，其中激波靶处理弹孔是用多个激波头发射并用一个激波接收器接收，利用激波头安装的位置不同使激波头发射的激波交叉点作为识别靶纸上的弹孔，激波发射到接收误差本身就大，因此会出现识别在82％左右，弹孔误差在3厘米以上，重弹和压线均无法识别，尤其是当靶板打穿后形成腔体后，激波便无法正常识别所有弹孔；导电靶采用电阻丝敷设在靶板上再贴靶纸，采用电阻丝的熔断来确定靶纸中弹后的位置来实现报靶数据，当电阻丝被子弹击穿后，此区域内的子弹在穿过时就无法识别，且精度差重弹和压线均无法识别，以上产品均是通过信号发射采用虚拟靶纸作为报靶载体，误差大，重弹无法识别、压线无法计算出高环，而且使用时调试时间长、使用成本高，且训练效率低和效果差的缺点。

2、因此，亟需提出一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，以解决现有技术中的不足之处。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，以解决上述靶机识别靶纸上的弹孔识别率低、弹孔精度差和重弹及压线无法识别的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，具体包括以下步骤：

3、获取初始靶纸图像；

4、通过所述初始靶纸图像，获取初始靶纸信息并建立目标数据库，所述初始靶纸信息包括识别点位、点钟圆心和靶纸的有效范围；

5、通过机器视觉采集子弹命中的靶纸图像，所述子弹命中的靶纸图像中的弹孔位于所述靶纸的有效范围内；

6、对所述子弹命中的靶纸图像进行处理，并通过所述初始靶纸信息，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取校正后的靶纸图像；

7、根据所述校正后的靶纸图像和所述目标数据库，获取子弹命中环数，实现机器视觉高精度靶机的弹孔识别。

8、可选的，获取所述初始靶纸图像包括：采用相机对靶面进行拍照，并利用opencv投影变换，获取所述初始靶纸图像。

9、可选的，通过所述初始靶纸图像，获取所述初始靶纸信息并构建所述目标数据库包括：

10、通过所述初始靶纸图像，设定所述识别点位；

11、根据所述识别点位，确定所述点钟圆心；

12、对所述初始靶纸图像进行灰度变换并增加固定像素的边缘，获取灰度后的靶纸图像；

13、对所述灰度后的靶纸图像进行边缘检测，并利用opencv投影变换进行腐蚀膨胀操作，获取靶纸的有效轮廓；

14、通过所述靶纸的有效轮廓，获取所述靶纸的有效范围和所述靶纸的有效范围的坐标集合；

15、根据所述靶纸的有效范围的坐标集合，建立所述目标数据库。

16、可选的，对所述子弹命中的靶纸图像进行处理，并通过所述初始靶纸信息，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像之前还包括：检测若干个所述识别点位，确定所述初始靶纸图像的识别定位，并根据第一直线和第二直线分别与第三直线成45度角。

17、可选的，对所述子弹命中的靶纸图像进行处理，并通过所述初始靶纸信息，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像包括：

18、在检测若干个目标识别点位的基础上，根据直线仿射特性检测若干对所述识别点位；

19、基于所述若干对所述识别点位，根据所述第一直线和所述第二直线相对于所述点钟圆心的垂直中心线夹角为45度，并通过若干个所述识别点位形成的第四直线与所述垂直中心线，形成正交坐标系，确定所述初始靶纸图像的还原参数；

20、基于所述还原参数，根据所述第三直线的长度对所述子弹命中的靶纸图像进行opencv投影变换图像处理，获取所述初始靶纸图像的照片环数分布位置；

21、根据所述靶纸图像的照片环数分布位置，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像。

22、可选的，根据所述靶纸图像的照片环数分布位置，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像包括：

23、根据所述靶纸图像的照片环数分布位置，利用机器视觉对所述子弹命中的靶纸图像进行梯形校正还原处理，获取所述校正后的靶纸图像。

24、可选的，根据所述校正后的靶纸图像和所述目标数据库，获取所述子弹命中环数包括：

25、根据所述校正后的靶纸图像和所述目标数据库，通过opencv投影变换来确定弹孔在所述靶纸的有效范围中的位置；

26、通过所述弹孔在所述靶纸的有效范围中的位置，计算所述弹孔的位置环数和偏移量，并通过所述目标数据库获取所述子弹命中环数。

27、可选的，计算所述弹孔的位置环数和偏移量还包括：

28、当贴靶纸或者更换靶纸后，相机自动触发拍照作为原始图像，以所述原始图像为基准，当第一个弹孔产生后，获取第一图像；

29、将所述原始图像与所述第一图像进行对比，获取弹孔特征，并采用对比算法确定子弹命中，确定新增弹孔的弹序和位置及弹孔特征；

30、若无新增弹孔特征时，判定为脱靶；

31、基于迭代新增弹孔的弹序和位置及弹孔特征，通过深度学习软件计算所述弹孔的位置环数和偏移量。

32、可选的，所述方法还包括：当弹孔为重弹时，根据弹丸拖烟特征和灰度值通过对比灰度值变化和蒙特科诺算法识别所述重弹。

33、可选的，所述方法还包括：当弹孔出现压环线时，根据所述弹孔的直径计算所述弹孔的边缘是否压线及高温弹丸击中后的拖烟特征，采用纠错法进行校正，从而实现精确报靶。

34、本发明具有以下有益效果：本发明采用机器视觉ai技术处理靶纸图像，通过深度学习算法的opencv投影变换和对比算法确定每个弹孔相对于原始靶纸上的环数及以靶纸圆心为基准的点钟方向的偏移量，并采用纠错法解决压线高环问题，实现了精确报靶功能，同时达到了弹孔识别100％、弹孔识别精度1毫米、重弹可识别、压线识别高环的目的，解决了使用方在使用时开机即打，不用调试，降低了使用成本，并可快速提高训练水平；当子弹击中靶板，所有弹孔都可以根据本发明的方法得到正确的靶面位置和以十环圆心为基准的弹孔环数及弹孔以圆心为基准的偏移量，并可实现快速校枪和节约时间和成本，且能大幅度提高训练水平和效率。

技术特征：

1.一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，获取所述初始靶纸图像包括：采用相机对靶面进行拍照，并利用opencv投影变换，获取所述初始靶纸图像。

3.如权利要求1所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，通过所述初始靶纸图像，获取所述初始靶纸信息并构建所述目标数据库包括：

4.如权利要求1所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，对所述子弹命中的靶纸图像进行处理，并通过所述初始靶纸信息，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像之前还包括：检测若干个所述识别点位，确定所述初始靶纸图像的识别定位，并根据第一直线和第二直线分别与第三直线成45度角。

5.如权利要求4所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，对所述子弹命中的靶纸图像进行处理，并通过所述初始靶纸信息，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像包括：

6.如权利要求5所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，根据所述靶纸图像的照片环数分布位置，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取所述校正后的靶纸图像包括：

7.如权利要求1所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，根据所述校正后的靶纸图像和所述目标数据库，获取所述子弹命中环数包括：

8.如权利要求7所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，计算所述弹孔的位置环数和偏移量还包括：

9.如权利要求1所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，所述方法还包括：当弹孔为重弹时，根据弹丸拖烟特征和灰度值通过对比灰度值变化和蒙特科诺算法识别所述重弹。

10.如权利要求9所述的一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，其特征在于，所述方法还包括：当弹孔出现压环线时，根据所述弹孔的直径计算所述弹孔的边缘是否压线及高温弹丸击中后的拖烟特征，采用纠错法进行校正，从而实现精确报靶。

技术总结
本发明公开了一种机器视觉高精度靶机的弹孔识别方法，具体包括以下步骤：获取初始靶纸图像；通过所述初始靶纸图像，获取初始靶纸信息并建立目标数据库，所述初始靶纸信息包括识别点位、点钟圆心和靶纸的有效范围；通过机器视觉采集子弹命中的靶纸图像，所述子弹命中的靶纸图像中的弹孔位于所述靶纸的有效范围内；对所述子弹命中的靶纸图像进行处理，并通过所述初始靶纸信息，对所述子弹命中的靶纸图像进行校正处理，获取校正后的靶纸图像；根据所述校正后的靶纸图像和所述目标数据库，获取子弹命中环数，实现机器视觉高精度靶机的弹孔识别。

技术研发人员：杨运晖,陈宇,王天祥,马坷,陈明辉,张洪近,王湘川,张勇,曹凤红,江明刚,罗豪,杨龙,蒋德宝,许德华,龚忠义,薛奇,曾丽,周金磊,薛金珠,黄冬
受保护的技术使用者：四川米特睿慧创科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29