一种激光模拟射击自动报靶系统的制作方法

本实用新型涉及模拟射击技术领域，具体涉及一种基于图像处理的激光模拟射击自动报靶系统。

背景技术：

目前的射击训练在射击完成后，查看射击的环数时，一般是通过导轨牵拉系统将标靶拉近，通过射击者观察获知其射击的成绩是多少环，这种方式查看成绩复杂、消耗大量靶纸，训练成本高，而且还存在不可避免的人工判靶误差。相比人工报靶，目前大部分自动报靶系统为采用实弹的自动报靶系统，其更加接近真实比赛射击效果并且可以解决人工报靶的效率低、精确度低等问题，目前大部分射击训练场主要是采用实弹进行训练的，但是采用实弹训练依旧存在会消耗大量子弹以及靶纸的问题，从而增加训练成本。此外，对于初学者来说，实弹训练还带有一定的危险性。模拟射击自动报靶系统因为不使用实弹训练可以很好解决上述问题，可以作为初学者的瞄准训练，减少训练成本及危险性，但是目前的基于图像处理的自动报靶系统存在以下不足：

1.采用摄像头模块外置，弹孔位置易受光线、风速等外界环境或因素影响；

2.每台靶机要配备一台用于处理图像的计算机，增加了系统复杂程度和维护难度；

3.在进行射击比赛过程中，并没有对射击者射击过程拍摄录像的设备，若存在疑似犯规行为，裁判无法通过回访录像进行有效判断；

4.不能通过网页、手机等多终端设备实时查看采集比赛状况；

5.不能记录瞄准轨迹，射击者或教练不能根据射击的瞄准轨迹做出具有针对性的训练方案。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于图像处理的激光模拟射击自动报靶系统，该自动报靶系统能够有效提高报靶效率和精确度，能够记录瞄准轨迹，解决了现有的自动报靶系统成本高、无法分析瞄准轨迹、维护难度高、报靶精确度低等问题，有利于射击运动的推广。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种激光模拟射击自动报靶系统，其包括用于发射激光的激光仿真枪、用于接收激光的靶机、用于采集场内环境图像信号的录像机、以及用于接收所述环境图像信号的后台服务器；所述激光仿真枪内设置有激光器，所述靶机靠近射击区域方向的一侧设置有靶纸，所述靶纸的后方依次设置有滤镜和用于捕捉并采集所述靶纸上的激光光斑位置的摄像头，所述靶机内设置有嵌入式微型计算机，所述摄像头通过USB数据线与所述嵌入式微型计算机连接；所述后台服务器与所述嵌入式微型计算机无线连接，所述后台服务器通过通信网络与智能终端无线连接。

作为本实用新型优选的实施方式，所述激光仿真枪的扳机处设置有压力传感器，所述激光仿真枪内设置有电源模块、蓝牙模块及小型化单片机；所述压力传感器与所述小型化单片机连接，所述小型化单片机与所述蓝牙模块连接，所述蓝牙模块与所述嵌入式微型计算机无线连接；所述电源模块分别与所述激光器、压力传感器、蓝牙模块和小型化单片机连接。

作为本实用新型优选的实施方式，所述激光模拟射击自动报靶系统还包括场内显示屏，所述场内显示屏与所述后台服务器的HDMI接口连接。

作为本实用新型优选的实施方式，所述激光模拟射击自动报靶还包括有多个显示终端，所述显示终端与所述后台服务器之间通过交换机连接。

作为本实用新型优选的实施方式，所述后台服务器与所述嵌入式微型计算机之间、所述后台服务器与所述智能终端之间均设置有交换机。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所述的激光模拟射击自动报靶系统通过激光仿真枪和靶机内的靶纸、滤镜、摄像头和嵌入式微型计算机等部件对靶纸上的激光光斑位置进行捕捉和采集，再结合后台服务器，能够有效提高报靶效率和报靶精确度，克服了人工报靶效率低、易受人为因素影响公平性等缺陷，同时还能记录瞄准轨迹，使得受训人员或教练可根据瞄准轨迹做出具有针对性的训练方案，大大降低了射击者的日常训练成本和报靶系统的维护成本，解决了现有的自动报靶系统搭建成本和训练耗材成本高、无法分析瞄准轨迹、维护难度高、报靶精确度低等问题，有利于提高训练质量和射击运动的推广，使其大众化和全民化。

附图说明

图1为本实用新型所述的激光模拟射击自动报靶系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述的激光仿真枪、靶机与后台服务器的连接示意图；

图3为本实用新型所述的激光仿真枪激光光路图；

附图标号说明：1、激光仿真枪；2、靶机；21、靶纸；22、滤镜；23、摄像头；3、录像机；4、后台服务器；5、智能终端；6、场内显示屏；7、显示终端；8、交换机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1～图3所示，为本实用新型所述的激光模拟射击自动报靶系统，其包括用于发射激光的激光仿真枪1、用于接收激光的靶机2、用于采集场内环境图像信号的录像机3、以及用于接收环境图像信号的后台服务器4。

具体地，激光仿真枪1是基于标准10米气步枪改装的射击用枪，其枪管内设置有不可见波段的激光器，通过激光器发射出的红外激光束代替实弹。激光仿真枪1的扳机处设置有压力传感器，激光仿真枪1内设置有电源模块、蓝牙模块及小型化单片机；压力传感器与小型化单片机连接，小型化单片机与蓝牙模块连接，蓝牙模块与嵌入式微型计算机无线连接；电源模块分别与激光器、压力传感器、蓝牙模块和小型化单片机连接，并为上述部件供电。激光仿真枪1内还设有控制激光器启闭的开关，当射击者进行装弹动作会触发开关，以使激光器启动。

具体地，靶机2靠近射击区域方向的一侧设置有靶纸21，该靶纸21优选为标准10米气步枪靶纸21。该靶纸21的后方依次设置有用于滤除可见光的滤镜22和用于捕捉并采集靶纸21上的激光光斑位置的摄像头23，即滤镜22安装在摄像头23模块前端；摄像头23为USB高速摄像头23。靶机2内设置有用于进行图像处理的嵌入式微型计算机(图未示)，摄像头23通过USB数据线与嵌入式微型计算机连接。后台服务器4与嵌入式微型计算机无线连接，后台服务器4通过通信网络与智能终端5无线连接。摄像头23通过USB数据线将其采集的靶面图像传输给嵌入式微型计算机，嵌入式微型计算机对采集的靶面图像进行图像处理后得出激光光斑的移动轨迹以及环数成绩发送至后台服务器4；录像机3将采集的环境图像发送至后台服务器4；后台服务器4对所有环境图像、激光光斑的移动轨迹以及环数成绩进行整理和储存，并通过通信网络将所有录像数据、激光光斑的移动轨迹以及环数成绩发送至智能终端5。

优选地，激光模拟射击自动报靶系统还包括场内显示屏6和多个显示终端7，场内显示屏6与后台服务器4的HDMI接口连接，以进行多屏同屏显示；显示终端7与后台服务器4之间通过交换机8连接。后台服务器4与嵌入式微型计算机之间、后台服务器4与智能终端5之间均设置有交换机8。不同人员只能使用后台服务器4提供的用户名和密码在显示终端7上通过网页登录不同UI界面，例如：射击者的显示终端7只能查看自己射击的成绩信息，裁判席的显示终端7可以实时查看或回放每位射击者的射击过程和射击得分并有对比赛成绩和排名拥有修改权，教练的显示终端7可以查看受训人员的瞄准轨迹或压力数据等信息。

本实用新型的工作原理如下：当射击者进行装弹动作会触发安装在激光仿真枪1内部的开关，以使激光器启动，激光器发射出红外线激光束射到靶纸21上，摄像头23实时捕捉和采集被滤镜22过滤后的不可见光在靶纸21上的激光光斑位置，以获得靶面图像，摄像头23将采集到的靶面图像通过USB数据线传输至嵌入式微型计算机；嵌入式微型计算机先通过图像处理技术对每帧图像提取出光斑坐标，然后根据每帧图像光斑的坐标变化绘出瞄准轨迹；嵌入式将射击者触发扳机后的那一帧光斑图像进行额外的成绩计算，得出击中环数，然后将所处理得到的环数成绩和瞄准轨迹发送至后台服务器4。在此过程中，激光仿真枪1内的小型单片机会将压力传感器的压力数据通过蓝牙模块传输至嵌入式微型计算机，得到压力轨迹曲线。录像机3将实时采集到的场内环境图像信号发送至后台服务器4；后台服务器4将每台靶机2箱的瞄准轨迹、环数成绩、压力轨迹曲线、场内环境图像信号等数据整理后，并将上述数据保存到后台服务器4的数据库中，并通过通信网络将场内实时赛况以及实时成绩数据发送至场内显示屏6、显示终端7和智能终端5。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。