[發明專利]基于靶上瞄準光標與槍支姿態檢測的射擊瞄準軌跡檢測方法

無效

• 申請號: 201410061722.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103808203A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 曹平;方路平;李培弘;潘清;姚家良
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學之江學院
• 主分類號: F41A33/00
• 分類號: F41A33/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及射擊瞄靶訓練技術，尤其是一種射擊瞄準軌跡檢測方法。

背景技術

目前在射擊瞄準訓練中采用的是光標跟蹤描述的方法，即利用槍支上的激光束發射裝置，產生一個激光指向標記，利用該光標在靶面上形成的光點標記，由攝像機記錄該光標在靶面上的軌跡，暨此實現瞄準指向軌跡的記錄。這種檢測記錄的方式，受攝像機幀速的制約，即25～30幀/秒，相當于對瞄準指向軌跡的描述精度為25～30點/秒，而槍支擊發期間要求對軌跡的描述，達到上百點/秒以上，以便更精細地描述出槍支扳機擊發前后1～2秒時間內，強制瞄準指向的精細軌跡變化。而且該種記錄方式僅是一種以光電軌跡模擬進行的射擊瞄準，并非實彈射擊中對實彈擊發前后槍口瞄準軌跡的記錄。

另外，目前也有利用數字陀螺（即三維旋轉角速度傳感器）、三維加速度傳感器等物體姿態檢測傳感器，來檢測槍支在扳機擊發前后的姿態變化，從而描述出槍支瞄準指向軌跡的變化，記錄槍支瞄準軌跡的變化情況。這種檢測方法會較大地受到數字陀螺、加速度傳感器的檢測數據漂移的影響，而且隨著射擊瞄準距離的增遠，該數據漂移對槍支瞄準軌跡的檢測精度將起重大影響。

發明內容

為了克服已有槍支瞄準軌跡的檢測精度較低的不足，本發明提供一種有效提升檢測精度的基于靶上瞄準光標與槍支姿態檢測的射擊瞄準軌跡檢測方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于靶上瞄準光標與槍支姿態檢測的射擊瞄準軌跡檢測方法，所述檢測方法包括如下步驟：

（1）利用加裝在槍支上的六維姿態傳感器，形成對槍支的瞄準姿態進行實時檢測；

通過該槍支姿態數據描述出槍口的瞬時指向，通過這些瞬時指向位置的數據序列，計算出該序列在靶面上的瞄準軌跡，得到靶上姿態軌跡；

同時，通過加裝在槍支上的激光束發射器，在靶面上形成一個光標點，并用攝像機設定的視頻采集幀速度對靶面進行圖像采集，采集光標在靶面上的光標離散軌跡點，通過計算機對所采集到的各圖像幀進行視覺圖像處理，獲得每個光標點在靶面上的相對位置，所述靶面上的相對位置所構成的序列為靶上光標軌跡；

（2）通過保持靶上光標軌跡數據序列與靶上姿態軌跡數據序列的同步，靶上光標軌跡數據軌跡中的每一點數據為同步點，在數據密度較高的靶上姿態數據軌跡數據序列中，挑選出與同步點相對應的數據點；以同步點的坐標為基準，連續的兩個同步點為同步周期，計算所選出的對應靶上姿態軌跡中一個同步周期內后一個離散點與其對應的同步點的數據偏差，即為該同步周期內姿態軌跡的漂移量；

（3）將靶上姿態軌跡上該同步周期內各點的離散值與該漂移量相減，獲得比靶上光標軌跡離散點更為密集的姿態軌跡離散點，即獲得該同步周期的瞄準軌跡，依次類推，得到各個同步周期的瞄準軌跡，將先后的瞄準軌跡依次連接形成射擊瞄準軌跡。

進一步，所述步驟（2）中，一個同步周期內同步到靶上姿態軌跡數據序列有u個離散點，圖像采樣幀的采樣率為S1幀/秒，六維姿態傳感器的采樣率為S2幀/秒，S2>S1，u=S2/S1，其中，S2、S1、u均為整數；

所述步驟（3）中，將該同步周期的靶上姿態軌跡的u個離散點離散值與所述漂移量相減。

再進一步，所述步驟（1）中，所述六維姿態傳感器為三維加速度傳感器和數字陀螺。

本發明的技術構思為：利用激光束在靶面上形成的光點位置，對槍支指向姿態在靶面上的形成的瞄準軌跡進行校正，以便獲得精度更高的射擊瞄準軌跡記錄。

本發明的有益效果主要表現在：檢測精度較高。

附圖說明

圖1是射擊瞄準軌跡檢測系統的示意圖。

圖2是靶面上槍口瞄準姿態軌跡AB1和靶上光標軌跡AB2的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

參照圖1和圖2，一種基于靶上瞄準光標與槍支姿態檢測的射擊瞄準軌跡檢測方法，包括如下步驟：

（1）利用加裝在槍支上的三維加速度傳感器和數字陀螺組成的六維姿態傳感器1，形成對槍支的瞄準姿態進行實時檢測。通過該槍支姿態數據，描述出槍口的瞬時指向，進而通過這些瞬時指向位置的數據序列，計算出該序列在靶面上的瞄準軌跡。我們稱其為靶上姿態軌跡。這種軌跡的離散描述精度，受上述六維姿態傳感器的數據采樣率的制約，最高可達800點/秒。