[發明專利]一種基于網絡一體化和雙目視覺技術的投擲物彈道軌跡測算系統

有效

• 申請號: 201710331039.5
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107256082B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 劉斌;張松;張曉慧;楊乙乾;程紫陽;歐陽亞文;仲崇宇;郭常江;白力剛;盧奕
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T7/00;G06T17/00;G09B9/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明公開了一種基于網絡一體化和雙目視覺技術的投擲物彈道軌跡測算系統，包括:采用雙目攝像頭從其上面和側面兩個角度采集受訓人員投擲過程中的圖像信息的數據采集模塊、PC端模塊，所述PC端模塊結合設置的氣象環境信息計算出投擲數據、構建PC端虛擬的投擲場景和顯示計算結果并將數據輸出還包括移動端模塊和服務器模塊。該系統模擬真實投擲的訓練和測試全過程，既實現了對戰士手榴彈投擲訓練的數據采集，也考慮了對場地和人力資源的消耗，同時還引入了無線VR裝置以及“互聯網+”的思維。

技術領域

本發明涉及軍事領域訓練中的手榴彈投擲技術，尤其涉及一種基于網絡一體化和雙目視覺技術的投擲物彈道軌跡測算系統。

背景技術

傳統的手榴彈投擲訓練，戰士和相關測試人員在寬闊地帶進行實地手榴彈投擲，即小腳步高頻率助跑，準備出手前投彈一側手臂大力向后方彎曲蓄力,最后一步用力蹬下，上肢順著這股力全力扭轉，手臂全力甩出。由于現有技術中投擲訓練需要較大訓練場地進行測試，造成空間的浪費，需要通過計算機相關技術模擬投擲，以達到縮小場地占用目的。然而測試時需要大量輔助人員來完成，重復且易出錯，需要開發自動檢測和記錄功能提高自動化程度?？色@得的訓練數據少且各個地域數據相對孤立，根據數據進行指導的意義不大，需要精確的視頻圖像分析得到不同方面的測試數據，采用互聯網技術，實現數據的跨地域比較和分析。

使用傳統的人工測量和訓練方法，既容易造成空間和人員的浪費，又會增加爆炸傷人事故的發生概率，同時在軍事現代化發展的當下，傳統的人工測試已經不能滿足軍事訓練數據的大規模需求，而且訓練效率低下。

發明內容

根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種基于網絡一體化和雙目視覺技術的投擲物彈道軌跡測算系統具體包括：

采用雙目攝像頭從其上面和側面兩個角度采集受訓人員投擲過程中的圖像信息的數據采集模塊；

接收所述數據采集模塊傳送的不同角度圖像數據信息對其進行圖像分幀處理、獲取投擲過程中目標物體在兩個空間角度的速度信息和位置信息，從而獲取其在三維空間的整體速度及位置信息的PC端模塊，所述PC端模塊結合設置的氣象環境信息計算出投擲數據、構建PC端虛擬的投擲場景和顯示計算結果并將數據輸出；

根據PC端模塊實時傳送的數據信息，構建模擬VR效果的雙目視覺下投擲軌跡場景信息進行動態場景顯示的移動端模塊；

該系統還包括接收所述PC端模塊傳送的數據信息進行信息保存和實時更新、支持跨地域數據訪問的服務器模塊，所述服務器模塊實時接收用戶的請求指令并進行應答。

在所述PC端模塊中首先交互式地在上面和側面兩個角度的視頻幀圖像中點取投擲物區域內像素的像素值，并將該像素值與當前幀圖像的所有像素值進行比較，相似度高的部分即目標投擲物的位置區域，然后根據數據采集單元傳送的投擲過程的視頻幀信息，利用OPENCV將上面和側面兩個角度視頻中每一幀圖像中的目標投擲物提取出來，顯示在特定窗口中，完成整個幀圖像序列中投擲物區域的過濾與識別過程；

在所述PC端模塊中首先交互式地點取投擲物區域內像素的像素值，并將該像素值與當前幀圖像的所有像素值進行比較，相似度高的部分即目標投擲物的位置區域，然后根據數據采集單元傳送的投擲過程的視頻幀信息，利用OPENCV將每一幀圖像中的目標投擲物提取出來，顯示在特定窗口中，完成整個幀圖像序列中投擲物區域的過濾與識別過程；

所述PC端模塊在特定窗口中顯示出處理之后的手榴彈的位置，并獲得該位置的坐標數據，將數據保存在一個定長的數據鏈表中，從鏈表中獲取節點進行手榴彈速度和加速度的計算，同時計算出投擲的高度、角度和距離信息；根據計算出的信息，利用OPENGL建模方法，在PC端構建虛擬投擲場景，使得PC端操作員更加直觀地看到投擲過程；通過SOCKET和HTTPPOST方法將計算出的數據分別傳送至移動端模塊和服務器模塊。