[发明专利]一种应用于智能狙击枪的靶心在线自动标定方法

说明书

本发明属于嵌入式计算机视频处理技术领域，本发明提出一种应用于智能狙击枪的靶心在线自动标定方法，将智能狙击枪瞄准靶纸靶心，击发三次，在靶纸上留下三个弹孔，使用固定在枪身上的高分辨率相机采集靶纸图像；采用FPGA作为系统控制和图像处理的核心，充分发挥FPGA硬件化并行化处理的特性搭建硬件处理电路检测白色靶纸上的黑色弹孔轮廓，通过形态学滤波处理去除杂点，统计各个黑孔所在联通区域的形心，以其作为顶点得到三角形，计算三角形的重心坐标，该重心与靶心的坐标偏移即为智能狙击枪在该射击距离的击发偏差；记录在多个不同距离时的坐标偏差，并将其作为标定参数，采用线性插值的方式即可实现智能狙击枪对射程范围内任意距离靶心的自动标定。

技术领域：

本发明属于嵌入式计算机视频处理技术领域，特别是涉及一种应用于智能狙击枪的靶心在线自动标定方法。

背景技术：

“极度精确武器”，是美国人率先提出并由美国国防部先进研究项目局(DARPA)直接资助的项目，旨在最大限度地减轻人的负担，提高武器系统攻击的精确度，同时降低武器系统操作的门槛。以美国为首的军事强国利用信息技术研发超高精度智能化轻武器的努力始终未曾停歇，智能狙击枪是符合极度精确武器概念的一种新型单兵武器装备。

目前，实现狙击枪智能化的技术途径有两种。第一种是通过提升瞄准系统的信息化程度来实现智能化，其代表是美国Tracking Point公司开发的配置微型火控计算机的新型远程狙击枪，该装备为狙击手提供“标签锁定”以及“制导扳机”等智能化技术，实现远距离首发精确命中。公开发表的资料显示，使用该装备，未经专业训练的女中学生也可以轻松命中1000m以外的多个目标。第二种是通过自动控制子弹飞行的方式来提升武器的智能化水平，以加州泰莱达因科学与成像公司研发的EXACTO项目为代表，该系统利用实时制导系统分析和计算天气、风速等影响子弹飞行的因素，结合目标运动数据实时调整子弹的飞行轨迹，从而确保其准确击中处于运动状态的各类目标。

对于采用第一种技术方案的智能狙击枪，通常自带处理器、测距仪及红外或白光摄像机，首先根据狙击手的指令确定狙击目标，接着通过图像处理的技术实现对目标的实时跟踪及锁定，狙击手调整射击中心当与锁定的目标重合时，触发制导扳机使能，此时，狙击手击发即可实现精确打击。在这个过程中，靶心的准确标定是影响射击精度的关键因素，公开发表的文献中，没有对智能狙击枪靶心进行在线自动标定的方法和技术的介绍。而传统的靶心标定方法为机械式，需要手动记录靶纸上的弹孔坐标，然后人工统计弹孔的分布规律，并通过计算获得弹孔的几何中心与靶心的偏差，从而实现校准。这种实现方式耗时费力，不能实现实时校准，导致在战时需要枪械校准时不能立即形成战力，从而贻误战机。

发明内容：

本发明的目的是：

通过信息化技术，解决智能狙击枪机械式靶心标定方法需人工操作，耗时费力，无法实现实时校准的问题。本发明提出一种应用于智能狙击枪的靶心在线自动标定方法，将智能狙击枪瞄准靶纸靶心，击发三次，在靶纸上留下三个弹孔，使用固定在枪身上的高分辨率相机采集靶纸图像；采用FPGA作为系统控制和图像处理的核心，充分发挥FPGA硬件化并行化处理的特性搭建硬件处理电路检测白色靶纸上的黑色弹孔轮廓，通过形态学滤波处理去除杂点，统计各个黑孔所在联通区域的形心，以其作为顶点得到三角形，计算三角形的重心坐标，该重心与靶心的坐标偏移即为智能狙击枪在该射击距离的击发偏差；记录在多个不同距离时的坐标偏差，并将其作为标定参数，采用线性插值的方式即可实现智能狙击枪对射程范围内任意距离靶心的自动标定。

本发明的技术方案是：