发射盾牌及其发射方法与流程

本发明涉及智能设备领域，特别是涉及到发射盾牌及方法。

背景技术：

捕网发射装置，又称为防爆网枪、捕捉网、射网器、捕网器、抓捕网，按动力提供方式可分为压缩空气动力与火药动力两种，是公安/武警/特警/保安等部门人员在执行抓捕人员或动物时的新型便携式安全防暴网。体积小、重量轻、携带方便、易操作，网可反复使用，连续发射时间短，采用民用捕网弹。

使用捕网发射装置时，捕网发射装置操作人员对准目标，扣动扳机或按动按钮，捕捉网发射出去，在一定范围例如10米内将目标罩住，使其无法奔跑，成功率高达98％以上。网为高强度尼龙丝编织而成，韧性强、不易损坏，能牢牢地罩住目标。

发射器的工作原理是利用火药动力抓捕网利用空爆弹撞击后爆炸，在瞬间产生一股强气流，推动一定质量的橡皮头，带动网纲呈一定角度的向前运动，网在运动过程中迅速张开，当前方遇到物体时，网纲四角的橡皮头，由于惯性作用，将自动盘罩，达到抓捕目标的效果。

但是，因为捕网发射装置的有效距离非常有限，一般仅有10米左右，这样无论是针对目标人员，还是目标野兽操作时，首先应该保护捕网发射装置操作人员自身的安全，避免被目标人员或者目标野兽所伤害，因此存在加强捕网发射装置安全性的实际需求。

另外，捕网发射装置的工作原理是橡皮头带动网纲呈一定角度的向前运动，因此非常容易受到空气阻力的影响，导致捕获失败。

另外，无论是针对目标人员，还是目标野兽操作时，目标经常处于运动状态，而一般说来捕网的发射速度并不是十分快，这样可能会导致捕网发射装置失去准头，进而导致目标逃逸。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的1、因为捕网发射装置的有效距离非常有限，难以保护保护捕网发射装置操作人员自身的安全；2、捕网发射装置的工作原理是橡皮头带动网纲呈一定角度的向前运动，因此非常容易受到空气阻力的影响，导致捕获失败；3、目标经常处于运动状态，而一般说来捕网的发射速度并不是十分快，这样可能会导致发射装置失去准头，进而导致目标逃逸等技术问题，提出一种发射盾牌及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种发射盾牌，包括防护盾牌和发射器，所述防护盾牌外侧具有瞄准摄像机和激光测距仪，内侧具有显示屏和手臂握把，其中所述发射器中具有发射弹，所述手臂握把上具有发射按键，所述发射器固定在防护盾牌上，位于防护盾牌内侧。

另外所述发射盾牌还包括处理器，所述处理器连接至瞄准摄像机、激光测距仪和发射器；其中，

所述瞄准摄像机将拍摄到的视频信号传输至处理器；

所述显示屏显示经过处理器处理的视频信号；

所述激光测距仪用于测量处理器分离出的捕捉目标距离防护盾牌的距离；

所述发射按键用于产生目标选择或确认指令或发射弹发射指令；

所述处理器用于从瞄准摄像机中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓，以及用于接收到目标选择或确认指令后，将所述选择或确认的目标作为捕捉目标，并将所述捕捉目标的轮廓区域范围传递给激光测距仪；所述处理器还用于接收到发射弹发射指令后，等待激光测距仪监测到目标距离防护盾牌的距离小于预定阈值时，触发发射器发射出发射弹。

其中，所述激光测距仪测量处理器分离出的捕捉目标距离防护盾牌的距离包括：在捕捉目标的轮廓区域范围内捕获多个特征点距离防护盾牌的距离值，将所述多个特征点距离防护盾牌的距离值中去除掉偏离所述多个特征点距离防护盾牌的平均距离超过预定阈值的距离值，并取剩下的距离值的平均值作为所述捕捉目标距离防护盾牌的距离。

另外，所述从瞄准摄像机中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓包括：首先进行灰度轮廓分割，随后进行目标关节点标示，然后对目标关节点进行深度推演，得到目标轮廓。

特别地，所述激光测距仪测量处理器分离出的捕捉目标距离防护盾牌的距离后还包括：获取预定时长的所述捕捉目标的距离以及捕捉目标的偏移量，以所述预定时长的捕捉目标的偏移量和距离为基准，拟合发射弹飞行过程中的捕捉目标的预计位置，并朝向捕捉目标的预计位置发射出发射弹。

另外，所述发射盾牌还包括风速仪，所述风速仪连接至所述处理器，所述处理器根据所述捕捉目标的位置，进行风速补偿，修正发射器的发射角度。

所述发射盾牌还包括发射器隐藏盖、滑轨和卡锁，所述发射器隐藏盖、滑轨位于防护盾牌外侧，所述卡锁位于防护盾牌内侧，所述发射器隐藏盖用于阻挡发射器的发射口，所述发射器隐藏盖位于滑轨内，可以上下滑动，由此敞开或阻挡发射器的发射口，所述卡锁连接至处理器，当所述处理器触发发射器发射发射弹时，所述卡锁打开，且发射器隐藏盖滑动至敞开位置。

特别地，所述发射弹是捕网、电击枪弹、催泪瓦斯弹或橡胶弹中的一种。

另外，所述瞄准摄像机还用于记录并传输所拍摄到的视频信号。

本发明还包括一种发射盾牌的发射方法，所述方法包括步骤：

A、通过瞄准摄像机拍摄防护盾牌外侧的视频信号，并将视频信号传输至处理器；

B、处理器从瞄准摄像机中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓，并将所述目标轮廓经过标记后，传输至显示屏显示，如果存在多个目标，则轮流显示多个目标的轮廓，如仅存在一个目标，则跟随显示所述目标的轮廓，等待目标选择或确认指令；

C、接收到发射按键传输来的目标选择指令或确认指令后，处理器将所述选择或确认的目标作为捕捉目标，并将所述捕捉目标的轮廓区域范围传递给激光测距仪；

D、激光测距仪测量处理器分离出的捕捉目标距离防护盾牌的距离，并将所述距离传输至处理器；

E、处理器接收到发射弹发射指令后，等待激光测距仪监测到目标距离防护盾牌的距离小于预定阈值时，触发发射器发射出发射弹。

其中，所述激光测距仪测量处理器分离出的捕捉目标距离防护盾牌的距离包括：

D1、在捕捉目标的轮廓区域范围内捕获多个特征点距离防护盾牌的距离值；

D2、将所述多个特征点距离防护盾牌的距离值中去除掉偏离所述多个特征点距离防护盾牌的平均距离超过预定阈值的距离值；

D3、取剩下的距离值的平均值作为所述捕捉目标距离防护盾牌的距离。

另外，所述从瞄准摄像机中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓的步骤包括：

B1、首先进行灰度轮廓分割；

B2、随后进行目标关节点标示；

B3、然后对目标关节点进行深度推演，得到目标轮廓。

特别地，所述方法中步骤D之后进一步包括：

E0、获取预定时长的所述捕捉目标的距离以及捕捉目标的偏移量，以所述预定时长的捕捉目标的偏移量和距离为基准，拟合发射弹飞行过程中的捕捉目标的预计位置，并朝向捕捉目标的预计位置发射出发射弹。

本发明提供的发射盾牌及其发射方法，首先能够保护保护发射装置操作人员自身的操作安全，操作人员在盾牌后操作，通过摄像单元获知目标的姿态和动作并发射出发射弹。

本发明提供的发射盾牌及其发射方法，还能够通过图形识别技术实现目标锁定，并对于目标的运动轨迹进行一定的预判和轨迹补偿，因此提高了捕获或击中的准确度。

本发明提供的发射盾牌及其发射方法，还能够感测周边环境的风向和风力，并由此补偿发射弹所承受的风力，因此避免了因为空气阻力的影响而导致捕获或击中失败的情况。

附图说明

图1是根据本发明具体实施方式中发射盾牌的外侧方向的透视示意图。

图2是根据本发明具体实施方式中发射盾牌的内侧方向的透视示意图。

图3是根据本发明具体实施方式中发射盾牌的发射方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。

以下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于描述示范实施例的目的。

然而，应该理解，本发明不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

同时应该理解，如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为“连接”或“耦接”到另一部件或单元时，它可以直接连接或耦接到其他部件或单元，或者也可以存在中间部件或单元。此外，用来描述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。

首先说明附图中出现的各种附图标记所对应的部件名称为如下：

1 防护盾牌，

2 瞄准摄像机，

3 激光测距仪，

4 显示屏，

5 发射器，

6 发射器隐藏盖，

7 滑轨，

8 卡锁，

9 手臂握把，

10 发射按键，

11 处理器。

首先说明，结合本发明的具体应用场景，本说明书中所述的“外侧”指的是朝向目标的一侧，而所述“内侧”指的是本发明发射盾牌的使用者所在的一侧。

图1是根据本发明具体实施方式中发射盾牌的外侧方向的透视示意图。图2是根据本发明具体实施方式中发射盾牌的内侧方向的透视示意图。如图1和图2所示，本发明具体实施方式中包括一种发射盾牌，包括防护盾牌1和发射器5，所述防护盾牌1外侧具有瞄准摄像机2和激光测距仪3，内侧具有显示屏4和手臂握把9，所述手臂握把9上具有发射按键10，另外所述发射盾牌还包括处理器11，所述处理器11连接至瞄准摄像机2、激光测距仪3和发射器5；其中，

所述瞄准摄像机2将拍摄到的视频信号传输至处理器11；

所述显示屏4显示经过处理器11处理的视频信号；

所述激光测距仪3用于测量处理器11分离出的捕捉目标距离防护盾牌1的距离；

所述发射按键10用于产生目标选择或确认指令或发射弹发射指令，所述发射按键10由人工进行按压触发，处于不同的场景中会产生不同的指令，当处理器11从瞄准摄像机2中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓时，如果用户按下发射按键10，则所述发射按键10会产生目标选择或确认指令，而处理器11接收到该目标选择或确认指令后，将所述选择或确认的目标作为捕捉目标。之后如果再按下发射按键10，则所述发射按键10会产生发射弹发射指令，当理器11接收到该发射弹发射指令后，等待激光测距仪3监测到目标距离防护盾牌1的距离小于预定阈值时，触发发射器5发射出发射弹。

所述处理器11用于从瞄准摄像机2中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓，以及用于接收到目标选择或确认指令后，将所述选择或确认的目标作为捕捉目标，并将所述捕捉目标的轮廓区域范围传递给激光测距仪3；所述处理器11还用于接收到发射弹发射指令后，等待激光测距仪3监测到目标距离防护盾牌1的距离小于预定阈值时，触发发射器5发射捕网。

在本发明具体实施方式中，所述发射器5发射的发射弹可以是捕网，此时使用所述捕网发射盾牌时，操作人员对准捕获目标，产生发射弹发射指令，捕网被发射出去，在一定范围例如10米内将目标罩住，即可完成对于目标的捕获，特别是操作人员能够在盾牌后进行网弹的发射操作，提供了安全性。

另外，在本发明其他具体实施方式中，所述发射弹还可以是电击枪弹、催泪瓦斯弹、橡胶弹等可激发类弹。例如通过发射弹发射指令，等待激光测距仪3监测到目标距离防护盾牌1的距离小于预定阈值时，触发发射器5发射出催泪瓦斯弹，进行目标的驱赶操作。

通过这样的方式，本发明具体实施方式中的发射盾牌的操作者可以藏身于防护盾牌1之后，通过显示屏4来观察目标的动作，并发射发射弹，因此能够保障操作者的安全。

另外，通过显示屏4观察到的目标的距离比较难以判断，而发射器一般因为空气阻力的缘故，导致距离十分有限，而本发明具体实施方式中的发射盾牌能够在接收到发射弹发射指令，通过处理器11分离出捕捉目标的轮廓，并通过激光测距仪3持续锁定监测捕捉目标的距离，直到所述捕捉目标距离防护盾牌1的距离小于预定阈值之后，才触发发射器5发射发射弹，因此能够显著提高捕捉的成功率。

在本发明的一个具体实施方式中，所述激光测距仪3测量处理器11分离出的捕捉目标距离防护盾牌1的距离包括：在捕捉目标的轮廓区域范围内捕获多个特征点距离防护盾牌1的距离值，将所述多个特征点距离防护盾牌1的距离值中去除掉偏离所述多个特征点距离防护盾牌的平均距离超过预定阈值的距离值，并取剩下的距离值的平均值作为所述捕捉目标距离防护盾牌1的距离。

通过本具体实施方式，能够消除掉激光测距仪3的错误测量值，例如所述捕捉目标距离防护盾牌1中具有障碍物时，会产生激光测距仪3的错误测量值，而本具体实施方式就能够去除掉这种错误值的影响，保障正确地捕获目标。

所述特征点是指捕捉目标的轮廓区域范围内的中心点、边缘等距离间隔点等。

另外，在本发明的一个具体实施方式中，所述从瞄准摄像机2中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓包括：首先进行灰度轮廓分割，随后进行目标关节点标示，然后对目标关节点进行深度推演，得到目标轮廓。

所述灰度轮廓分割是将瞄准摄像机2将拍摄到的视频信号中按照不同灰度值进行区块划分，而所述目标关节点标示是进行目标四肢或躯干的延伸方向的转变点的识别，而所述对目标关节点进行深度推演是指取得目标关节点后，连接目标关节点形成延伸线，在延伸线作为相同或相近的深度进行推演，通过这些算法，能够得到目标的轮廓。

特别地，在本发明的一个具体实施方式中，所述激光测距仪3测量处理器11分离出的捕捉目标距离防护盾牌1的距离后还包括：获取预定时长的所述捕捉目标的距离以及捕捉目标的偏移量，以所述预定时长的捕捉目标的偏移量和距离为基准，拟合发射弹飞行过程中的捕捉目标的预计位置，并朝向捕捉目标的预计位置发射发射弹。

通过这样的设置，能够提前预测捕捉目标的移动方向和位移量，并沿着捕捉目标的移动方向和位移量发射发射弹，能够大大提高捕获或击中目标的准确性和成功率。

另外，在本发明的一个具体实施方式中，所述瞄准摄像机2还可以记录、传输所拍摄到的视频信号，以充当执法记录仪、侦测仪等。

另外，在本发明的一个具体实施方式中，所述发射盾牌还包括风速仪(未示出)，所述风速仪连接至所述处理器，所述处理器根据所述捕捉目标的位置，进行风速补偿，修正发射器的发射角度。

如前所述，发射装置的工作原理是橡皮头带动网纲呈一定角度的向前运动，因此非常容易受到空气阻力的影响，导致捕获失败。因此本具体实施方式中对于风速和空气阻力进行补偿，避免了因为空气阻力的影响导致捕获失败，提高了捕获成功率。

在本发明的一个具体实施方式中，所述发射盾牌还包括发射器隐藏盖6、滑轨7和卡锁8，所述发射器隐藏盖6、滑轨7位于防护盾牌1外侧，所述卡锁8位于防护盾牌1内侧，所述发射器隐藏盖6用于阻挡发射器5的发射口，所述发射器隐藏盖6位于滑轨7内，可以上下滑动，由此敞开或阻挡发射器5的发射口，所述卡锁8连接至处理器11，当所述处理器11触发发射器5发射发射弹时，所述卡锁8打开，且发射器隐藏盖6滑动至敞开位置。

图3为根据本发明具体实施方式中发射盾牌的发射方法的流程示意图。如图所示，与本发明具体实施方式中的发射盾牌相对应，本发明具体实施方式中还包括一种发射盾牌的发射方法，所述方法包括有步骤：

A、通过瞄准摄像机2拍摄防护盾牌1外侧的视频信号，并将视频信号传输至处理器11；

B、处理器11从瞄准摄像机2中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓，并将所述目标轮廓经过标记后，传输至显示屏4显示，如果存在多个目标，则轮流显示多个目标的轮廓，如仅存在一个目标，则跟随显示所述目标的轮廓，等待目标选择或确认指令；

C、接收到发射按键10传输来的目标选择指令或确认指令后，处理器11将所述选择或确认的目标作为捕捉目标，并将所述捕捉目标的轮廓区域范围传递给激光测距仪3；

D、激光测距仪3测量处理器11分离出的捕捉目标距离防护盾牌1的距离，并将所述距离传输至处理器11；

E、处理器11接收到发射弹发射指令后，等待激光测距仪3监测到目标距离防护盾牌1的距离小于预定阈值时，触发发射器5发射发射弹。

其中，在本发明的一个具体实施方式中，所述激光测距仪3测量处理器11分离出的捕捉目标距离防护盾牌1的距离包括：

D1、在捕捉目标的轮廓区域范围内捕获多个特征点距离防护盾牌1的距离值；

D2、将所述多个特征点距离防护盾牌1的距离值中去除掉偏离所述多个特征点距离防护盾牌1的平均距离超过预定阈值的距离值；

D3、取剩下的距离值的平均值作为所述捕捉目标距离防护盾牌1的距离。

另外，在本发明的一个具体实施方式中，所述从瞄准摄像机2中拍摄到的视频信号中分离出目标轮廓的步骤包括：

B1、首先进行灰度轮廓分割；

B2、随后进行目标关节点标示；

B3、然后对目标关节点进行深度推演，得到目标轮廓。

特别地，在本发明的一个具体实施方式中，所述方法中步骤D之后进一步包括：

E0、获取预定时长的所述捕捉目标的距离以及捕捉目标的偏移量，以所述预定时长的捕捉目标的偏移量和距离为基准，拟合发射弹飞行过程中的捕捉目标的预计位置，并朝向捕捉目标的预计位置发射发射弹。

因此，本发明提供的发射盾牌及其发射方法，首先能够保护保护发射装置操作人员自身的操作安全，操作人员在盾牌后操作，通过摄像单元获知目标的姿态和动作并发射发射弹。

本发明提供的发射盾牌及其发射方法，还能够通过图形识别技术实现目标锁定，并对于目标的运动轨迹进行一定的预判和轨迹补偿，因此提高了捕获的准确度。

本发明提供的发射盾牌及其发射方法，还能够感测周边环境的风向和风力，并由此补偿发射弹所承受的风力，因此避免了因为空气阻力的影响而导致捕获失败的情况。

需要说明的是，上述实施方式仅为本发明较佳的实施方案，不能将其理解为对本发明保护范围的限制，在未脱离本发明构思前提下，对本发明所做的任何微小变化与修饰均属于本发明的保护范围。