一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法及系統(tǒng)的制作方法

一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法及系統(tǒng)的制作方法專(zhuān)利名稱(chēng):一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法及系統(tǒng)的制作方法技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種涉及槍械射擊用的報(bào)靶裝置，尤其射擊一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法及系統(tǒng)。技術(shù)背景目前，在射擊訓(xùn)練及比賽中，使用的自動(dòng)報(bào)靶技術(shù)主要為聲學(xué)自動(dòng)報(bào)革巴、視頻自動(dòng)報(bào)靶以及光幕報(bào)靶。聲學(xué)報(bào)靶，利用獲取子彈飛行中的激波或槍彈對(duì)空氣的擾動(dòng)而產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)進(jìn)行彈著點(diǎn)的測(cè)算和定位的。聲靶獲取槍彈穿過(guò)靶面時(shí)的聲信號(hào)方式有兩種一種是聲腔開(kāi)放式；另一種是聲腔密閉式。但由于聲靶的檢靶原理受空氣聲速的物理環(huán)境影響，如濕度、溫度等，因此無(wú)論以哪一種方式進(jìn)行檢測(cè)的聲靶，其報(bào)靶誤差均較大(約一個(gè)彈徑)，并且存在可靠性差、檢測(cè)精度低、運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。視頻靶，位于射擊者旁邊的一個(gè)長(zhǎng)焦距鏡頭相機(jī)，將靶面置于相機(jī)視場(chǎng)中，利用圖像處理方法求出靶面上的彈孔中心坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。但此方案對(duì)相機(jī)定位的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)榻咕嚅L(zhǎng)，一旦相機(jī)有輕微的移動(dòng)，視場(chǎng)就無(wú)法看到靶面。二，耙面彈孔一旦多起來(lái)，或者彈孔有部分重疊，則僅依靠圖像處理是無(wú)法得到槍彈準(zhǔn)確坐標(biāo)的。還有一類(lèi)檢靶技術(shù)為"光幕靶"。其中按檢測(cè)方式分可分為平行光幕(網(wǎng))和扇形光幕兩種。對(duì)于平行光幕式，制造平行光幕的成本極高，無(wú)法普及，并且不適合在射擊場(chǎng)的惡劣環(huán)境中使用；其次，對(duì)于平行光網(wǎng)式，大量的光源需要與相應(yīng)的光敏管接收器一一對(duì)準(zhǔn)照射，調(diào)試工作量極大，維護(hù)困難，并且由于光源和接收器的體積因素，無(wú)法將其擺放得足夠多，導(dǎo)致檢測(cè)槍彈位置的精度不夠高。扇形光幕的原理是在靶面的對(duì)角線位置放置數(shù)個(gè)扇形激光光源，耙面的四周放置足夠多的光敏管接收器，當(dāng)槍彈穿過(guò)扇形光幕時(shí)，扇形光幕對(duì)其產(chǎn)生自然投影，并產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào)，由投影區(qū)域與真實(shí)槍彈位置的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出坐標(biāo)值。不過(guò)這個(gè)方案有待考證。第一，激光器的壽命很有限，并不適合在惡劣環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間工作。第二，光敏管的閾值在某一時(shí)刻是固定的，我們知道，激光器的性能是隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而下降的，長(zhǎng)時(shí)間使用則使光強(qiáng)下降，再加上周?chē)h(huán)境光的影響，如此多的光敏管閾值需要經(jīng)常調(diào)整，工作量極大。第三，判斷槍彈投影范圍時(shí)只能采用二值化標(biāo)準(zhǔn)(非0即l)，雖然這對(duì)信號(hào)處理量簡(jiǎn)化很多，但是卻降低了精度，無(wú)法對(duì)非明非暗的位置做出準(zhǔn)確判斷。第四，扇形光幕與光敏管的同面度要求過(guò)高，扇形光幕一旦有傾仰，光敏管將無(wú)法接收到光電信號(hào)。第五，只能依靠增加扇面層數(shù)來(lái)提高精度，無(wú)意中增加了成本和實(shí)際操作的繁瑣。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法及系統(tǒng)，用于獲取靶面中子彈進(jìn)入靶面的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)耙。本發(fā)明的目的之一是，提供一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法，該方法包括采用至少兩4個(gè)攝像頭，沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的子彈的至少兩個(gè)側(cè)面圖像，分別獲取該圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；根據(jù)獲得的至少兩個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中所述靶面的位置；將所述子彈擊中所述靶面的位置信息輸出。本發(fā)明目的之一是，提供一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少兩個(gè)攝像頭，所述攝像頭的朝向與所述靶面平行，用于沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的子彈的至少兩個(gè)側(cè)面圖像，分別獲取該圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；中靶位置生成裝置，用于根據(jù)獲得的至少兩個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中該靶面的位置；報(bào)靶信息輸出裝置，用于輸出所述子彈擊中該靶面的位置信息。本發(fā)明的有益效果在于，獲取靶面中子彈進(jìn)入靶面的位置，實(shí)現(xiàn)高精度，高分辨率，高速度的自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)。圖l為本發(fā)明原理圖；圖2為本發(fā)明方法工作流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一原理圖；圖4為本發(fā)明靶面區(qū)域劃分示意圖；圖5為本發(fā)明攝像頭像素位置與多個(gè)耙面區(qū)域?qū)?yīng)關(guān)系圖；圖6為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例二原理圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。如圖1所示，當(dāng)子彈擊中標(biāo)靶100的靶環(huán)101的P點(diǎn)時(shí)，可通過(guò)如下方法計(jì)算P點(diǎn)在標(biāo)耙100上的位置確定標(biāo)耙100的尺寸，如標(biāo)耙100可為邊長(zhǎng)L為700mm的正方形標(biāo)耙。以A為頂點(diǎn)，獲取標(biāo)靶110中的APE區(qū)域的ZPAE的值，即a的值。以B為頂點(diǎn)，獲取標(biāo)靶110中的BPF區(qū)域的ZPBF的值，即P的值。以C為頂點(diǎn)，獲取標(biāo)靶110中的CPG區(qū)域的ZPCG的值，S卩S的值。以D為頂點(diǎn)，獲取標(biāo)靶110中的PDH區(qū)域的ZPDH的值，即n的值。上述獲取夾角a、P、S、n值的方法包括實(shí)際測(cè)量的方法。P點(diǎn)位置的計(jì)算方法一戶(hù)五ftana乂￡具體實(shí)施方式。如圖3所示，將兩個(gè)具有高速線陣CMOS和魚(yú)眼鏡頭的攝像機(jī)(603，602)設(shè)置于標(biāo)靶300的兩個(gè)頂點(diǎn)，并使攝像機(jī)(301,302)的拍攝方向均與標(biāo)靶300的靶面平行。如圖4所示，在標(biāo)靶300的表面劃分八個(gè)放射區(qū)域，這些區(qū)域?yàn)锽AC區(qū)域、CAD區(qū)域、DAF區(qū)域、FAE區(qū)域、EAG區(qū)域、GAH區(qū)域、HAI區(qū)域和IAJ區(qū)域。獲取各區(qū)域頂角的角度值，即獲取ZBAC、ZCAD、ZDAE、ZFAF、ZFAG、ZGAH、ZHAI和ZIAJ的角度值。將攝像機(jī)301的COMS像素線陣中的像素劃分為八個(gè)像素組，根據(jù)像素組與放射區(qū)域的相對(duì)位置建立該八個(gè)像素組與八個(gè)放射區(qū)域的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖4中放大圖304所示，像素組P1與對(duì)應(yīng)的拍攝區(qū)域BAC相對(duì)應(yīng)，像素組P2與對(duì)應(yīng)的拍攝區(qū)域CAD對(duì)應(yīng)等。完整的包括角度值的像素組與對(duì)應(yīng)的拍攝區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖5所示，并將如圖5所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)。如圖3所示，子彈擊中耙300的P點(diǎn)，P點(diǎn)位置處于圖4中的區(qū)域EAD，攝像機(jī)301的COMS像素線陣中的像素組P3攝取到該子彈的一個(gè)側(cè)面圖像，根據(jù)圖5的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以獲取到P3對(duì)應(yīng)的角度值a3，根據(jù)確定的對(duì)應(yīng)區(qū)域EAD和角度值03確定圖3中的角度a。同理，根據(jù)上述，以攝像機(jī)302所在的端點(diǎn)劃分標(biāo)靶為八個(gè)放射區(qū)域，并與攝像機(jī)302的CMOS像素線陣中的像素組對(duì)應(yīng)，預(yù)存存儲(chǔ)該對(duì)應(yīng)關(guān)系，子彈入耙時(shí)，攝像機(jī)302的COMS像素線陣中的像素組Px攝取到該子彈的另一個(gè)側(cè)面圖像，并根據(jù)預(yù)存儲(chǔ)的相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以獲取到Px對(duì)應(yīng)的角度值！^，根據(jù)確定的像素對(duì)應(yīng)區(qū)域和角度值P,確定圖3中的角度P。根據(jù)確定的a和|3的角度值和三角函數(shù)關(guān)系(如圖3所示)formulaseeoriginaldocumentpage7[0038]其中，L為耙的邊長(zhǎng)；為子彈入射位置到各靶邊的距離。根據(jù)式(3)可以解出圖3中ypy2、y3、^的值，即確定P點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。在本實(shí)施例中通過(guò)在靶面300的兩個(gè)頂點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)攝像機(jī)的像素位置計(jì)算生成子彈在靶面的位置，輸出獲得的位置信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)耙。在本實(shí)施例中對(duì)標(biāo)靶300劃分八個(gè)區(qū)域，具體實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可根據(jù)需要，對(duì)標(biāo)靶區(qū)域進(jìn)行劃分，通過(guò)劃分更多的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)跟精準(zhǔn)的報(bào)靶。實(shí)施例二如圖6所示，本實(shí)施例的一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶系統(tǒng)包括至少兩個(gè)攝像頭(601，602)，用于沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置603，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的至少兩個(gè)子彈側(cè)面的圖像，分別獲取圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；中靶位置生成裝置604，用于根據(jù)獲得的至少兩個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中所述靶面的位置；報(bào)靶信息輸出裝置606，用于輸出子彈擊中所述靶面的位置信息。所述的系統(tǒng)還包括對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置605，用于存儲(chǔ)攝像頭像素位置與多個(gè)靶面區(qū)域的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；中靶位置生成裝置604，根據(jù)所述圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置從對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置中獲取子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)，并根據(jù)子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)獲取子彈擊中靶面的位置信息。本實(shí)施例中采用四個(gè)高速線陣傳感器CMOS和魚(yú)眼鏡頭的攝像頭，設(shè)置在方形靶的四個(gè)角的位置，如圖7所示，將四個(gè)攝像頭與一臺(tái)PC機(jī)或服務(wù)器相連接。如果在光線不足的情況下，可以在方形靶的周邊設(shè)置四個(gè)LED補(bǔ)光源。上述的PC機(jī)或服務(wù)器包含有如圖6所示的像素獲取裝置603、中靶位置生成裝置604、對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置605和報(bào)靶信息輸出裝置606。標(biāo)靶700的劃分原理與實(shí)施例一相同，將劃分的標(biāo)靶700的各區(qū)域并與攝像頭(701，702，703，704)的像素組相對(duì)應(yīng)，并將獲得的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置605。如圖7所示，子彈擊中標(biāo)靶700的P點(diǎn)。像素獲取裝置603分別獲得攝像頭(701，702,703,704)拍攝的子彈入靶時(shí)的圖像在各自攝像頭中成像的像素位置，根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置605，確定圖中所示的角a、!3、S禾Pn的角度值，角a、!3、S禾Pn的角度值方法同實(shí)施例一中確定a、P的方法相同，在此不重復(fù)描述。根據(jù)和獲得的角a、|3、S禾Pn的角度值和三角函數(shù)關(guān)系(如圖7所示)formulaseeoriginaldocumentpage8少3其中，LpL2為耙的邊長(zhǎng)；由式(4)解出ypy2、y3、y4，中靶位置生成裝置604生成子彈入靶位置。生成的確定的子彈入靶位置，可通過(guò)與PC機(jī)或服務(wù)器相連接的顯示器或無(wú)線收發(fā)裝置輸出。采用具有四臺(tái)攝像機(jī)的本發(fā)明實(shí)施例，可獲得更多的角度值，從而可以更加精確的確定P點(diǎn)的坐標(biāo)，在實(shí)際中測(cè)量精度更高、更準(zhǔn)確。通過(guò)上述的實(shí)施例可以確定，只要通過(guò)攝像機(jī)拍攝到子彈入射的圖像，即可通過(guò)預(yù)存的攝像機(jī)的像素位置與靶面區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得子彈入射區(qū)域的頂角，從而確定子彈入射的準(zhǔn)確位置。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。8權(quán)利要求一種基于攝像機(jī)的報(bào)靶方法，其特征在于，所述的方法包括采用至少兩個(gè)攝像頭，沿著與靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的子彈的至少兩個(gè)側(cè)面圖像，分別獲取所述圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；根據(jù)獲得的至少兩個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中所述靶面的位置；將所述子彈擊中所述靶面的位置信息輸出。2.如權(quán)利要求1所述的報(bào)靶方法，其特征在于，所述的根據(jù)獲得的至少兩個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中所述靶面的位置包括預(yù)存攝像頭像素位置與多個(gè)靶面區(qū)域的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；根據(jù)所述圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置從所述的對(duì)應(yīng)關(guān)系中獲取子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)；根據(jù)子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)獲取子彈擊中所述靶面的位置信息。3.如權(quán)利要求2所述的報(bào)靶方法，其特征在于，所述的多個(gè)靶面區(qū)域?yàn)橐詳z像頭所在位置為頂點(diǎn)的朝向靶面的多個(gè)放射區(qū)域，所述的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)包括每個(gè)放射區(qū)域頂角的角度值。4.如權(quán)利要求2所述的報(bào)靶方法，其特征在于，所述的攝像頭為具有線陣傳感器的攝像頭；所述的圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置為所述圖像在所述線陣傳感器中成像的像素位置或像素區(qū)域位置。5.如權(quán)利要求1所述的報(bào)靶方法，其特征在于，所述的方法包括采用設(shè)置在矩形靶四個(gè)頂點(diǎn)的四個(gè)攝像頭，沿著與矩形靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的子彈的四個(gè)側(cè)面圖像，分別獲取所述圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；根據(jù)獲得的四個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中所述靶面的位置；將所述子彈擊中所述靶面的位置信息輸出。6.—種基于攝像機(jī)的報(bào)靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括至少兩個(gè)攝像頭，所述攝像頭的朝向與所述靶面平行，用于沿著與靶面平行的方向分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的子彈的至少兩個(gè)側(cè)面圖像，分別獲取所述圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置；中靶位置生成裝置，用于根據(jù)獲得的至少兩個(gè)像素位置計(jì)算生成子彈擊中所述靶面的位置；報(bào)靶信息輸出裝置，用于輸出所述子彈擊中所述靶面的位置信息。7.如權(quán)利要求6所述的報(bào)靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)攝像頭像素位置與多個(gè)靶面區(qū)域的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述的中靶位置生成裝置根據(jù)所述圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置從所述的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)裝置中獲取子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)，并根據(jù)子彈擊中的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)獲取子彈擊中所述靶面的位置信息。8.如權(quán)利要求7所述的報(bào)靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的多個(gè)靶面區(qū)域?yàn)橐詳z像頭所在位置為頂點(diǎn)的朝向靶面的多個(gè)放射區(qū)域，所述的靶面區(qū)域數(shù)據(jù)包括每個(gè)放射區(qū)域頂角的角度值。9.如權(quán)利要求7所述的報(bào)靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的攝像頭為具有線陣傳感器的攝像頭；所述的圖像在對(duì)應(yīng)攝像頭中成像的像素位置為所述圖像在所述線陣傳感器中成像的像素位置或像素區(qū)域位置。10.如權(quán)利要求6所述的報(bào)靶系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括設(shè)置在矩形靶四個(gè)頂點(diǎn)的四個(gè)攝像頭，沿著與矩形靶面平行的方向，分別攝取子彈入靶時(shí)子彈一側(cè)的圖像；像素獲取裝置，用于根據(jù)攝取的子彈入靶時(shí)的子彈的四個(gè)側(cè)面圖