[發明專利]一種能夠實現自動報靶換靶的打靶系統及方法

有效

• 申請號: 202011338359.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112461053B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳桂友;黑振全;陳振學
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F41J1/00
• 分類號: F41J1/00;F41J1/10;F41J5/00;F41A33/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

1.一種能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，包括：

上端開口的靶紙箱，靶紙箱中沿豎向層疊布置有多層靶紙；

靶紙獲取單元，靶紙獲取單元包括真空吸盤及機械保護機構，真空吸盤能夠吸附靶紙箱中最上層的靶紙，機械保護機構能夠實時檢測吸盤是否觸碰到靶紙，以及時撤回；

靶紙傳送單元，靶紙傳送單元能夠將靶紙獲取單元及被吸附的靶紙傳送至靶紙固定單元正上方；

靶紙固定單元，靶紙固定單元能夠支撐并定位水平狀態的靶標板，靶紙固定單元包括噴膠機構,噴膠機構能夠向靶標板上表面噴射膠液，以粘結并固定被真空吸盤釋放的靶紙；

靶位單元，靶位單元包括靶標板，靶標板能夠接收外部驅動并在豎向以及水平方向之間轉換，靶標板能夠與靶紙貼合并固定，以形成靶標。

2.根據權利要求1所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，還包括打靶信息采集單元，打靶信息采集單元包括遠離靶位單元的望遠鏡和攝像頭，攝像頭能夠拍攝經望遠鏡放大的靶標圖像并傳遞至打靶信息處理單元進行圖像分析，以判斷打靶信息。

3.根據權利要求2所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，所述打靶信息處理單元與控制單元進行無線通信，控制單元能夠控制靶紙獲取單元、靶紙傳送單元、靶紙固定單元及靶位單元的動作。

4.根據權利要求1所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，所述靶紙傳送單元包括第一工作臺，第一工作臺能夠沿水平方向在靶紙箱及靶紙固定單元上方往復直線運動；第一工作臺的下方安裝有第二工作臺，第二工作臺能夠沿第一工作臺豎向升降。

5.根據權利要求4所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，所述靶紙獲取單元包括抽真空機及所述真空吸盤，真空吸盤安裝在第二工作臺的下表面且真空吸盤的開口朝向靶紙箱設置。

6.根據權利要求1所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，所述靶紙固定單元包括設置在靶紙箱一側的支撐臺，支撐臺的上表面能夠實現靶標板的支撐，支撐臺的兩側分別安裝有所述噴膠機構，所述支撐臺的上表面設有卡槽，卡槽的形狀及尺寸適配于靶標板的外輪廓形狀及尺寸，便于定位水平狀態的靶標板。

7.根據權利要求1所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，所述靶位單元包括靶標底座，靶標底座與支撐腿組件的一端轉動連接，支撐腿組件的另一端與靶標板固定，靶標底座處安裝有靶位單元控制氣缸，氣缸的兩端分別與靶標底座及支撐腿組件鉸接，氣缸的中心軸線與支撐腿組件的轉動軸線垂直，氣缸被設置為：在支撐腿組件及靶標板水平放置的情況下，氣缸的中心軸線靠近靶紙固定單元的一側傾斜朝上設置。

8.一種自動報靶換靶方法，利用了權利要求1-7中任意一項所述的能夠實現自動報靶換靶的打靶系統，其特征在于，包括以下步驟：

將靶標豎向布置，在設定距離處朝向靶標射擊；

利用圖像識別的方式來判斷打靶成績，當射擊一輪完成并需要更換靶紙時，向控制單元發送控制信號，控制靶標板轉動至水平狀態，靶標板通過靶紙固定單元支撐；

靶紙傳送單元帶動真空吸盤運動至靶紙箱正上方并下降，通過抽真空來吸附靶紙箱中最上層的一張靶紙；

靶紙傳送單元帶動真空吸盤及被吸附的靶紙運動至靶紙固定單元上方；

噴膠機構在靶標板的上表面噴射膠液，靶紙傳送單元下移，將被吸附的靶紙下壓在靶標板的上表面，真空吸盤放棄對靶紙的吸附，然后復位；

靶位單元中的靶標轉動至豎直狀態，為新一輪射擊做準備。

9.根據權利要求8所述的自動報靶換靶方法，其特征在于，每次射擊完畢，利用望遠鏡收集遠處靶標的圖像，高清攝像頭拍攝望遠鏡傳出的圖像并傳遞至打靶信息處理單元進行圖像分析，以判斷打靶信息并報靶。

10.根據權利要求9所述的自動報靶換靶方法，其特征在于，所述打靶信息處理單元的處理步驟包括：

獲得本次打靶圖像并轉化成灰度圖，與上一次打靶圖像做差，幀差圖像進行二值化處理；

統計幀差圖像的像素之和，若幀差圖像的像素之和不大于設定閾值，則退回至初始步驟；

若幀差圖像像素之和大于設定閾值，對本次打靶圖像進行開運算；

通過霍夫變換找出本次靶心位置；

對幀差圖像進行開運算；

通過霍夫變換找出彈孔位置；

計算彈孔圓心與本次靶心之間的距離；

獲得打靶成績。