[发明专利]一种火炮仿真训练系统及方法

权利要求书

1.一种火炮仿真训练方法，其特征是，包括：

主控计算机依据炮手选定的训练参数，在靶区布置靶标，遥控靶标运动状态；

主控计算机接收工业相机上传的靶区图像，根据靶区图像确定靶标坐标及速度，并转换至弹道坐标系下目标坐标；

根据靶标位置及速度信息，通过射击诸元计算器计算出射击诸元；

根据射击诸元，炮手对火炮进行装填操作，调整方向角和俯仰角，同时，传感器实时检测火炮的方向角和俯仰角，判断调整结束后上传主控计算机；具体包括：

(1)根据射击诸元，炮手进行弹药装填操作，调整火炮表尺、俯仰角和方位角；

(2)定义数组A[10]，计数变量i，i初始化为0，传感器实时检测炮管俯仰角、方位角；

(3)每间隔10秒，将实时检测的俯仰角存入A[i]中，同时计数变量增1，即i＝i+1；

(4)循环执行步骤(3)，当i＝＝9时，执行A[i]＝A[i+1]操作后将i置0；

(5)遍历数组A中数值，按照如下规则判断火炮状态：

(6)当火炮处于静止状态时，将当前检测的俯仰角及方位角数值上传至主控计算机；以及，

(7)循环执行(3)至(6)；

主控计算机接收传感器上传的火炮方向角和俯仰角，解析弹道坐标系下弹丸落点坐标，并将该落点坐标转换为靶区坐标系下的靶区射击坐标；

主控计算机将射击坐标发送给控制器，控制器控制转台转动到射击坐标位置后，启动激光枪发射激光至靶区；

主控计算机接收工业相机上传的图像，根据靶区图像确定激光弹着点与靶标的位置关系，判断射击训练结果并将结果存储到数据库中；

重复所有过程，直至训练结束。

2.如权利要求1所述的一种火炮仿真训练方法，其特征是，所述方法还包括：

检查主控计算机通信线路是否正常，若正常后完成参数初始配置，同时启动数据通信监控线程，完成靶区图像标定；

检查主控计算机通信线路是否正常，若正常后完成参数初始配置，同时启动数据通信监控线程，完成靶区图像标定，具体包括：

确认主控计算机与传感器、控制器、气象检测传感器、工业相机通信正常；

在主控计算机上配置弹药号、初速度、射程、虚拟炮位阵地海拔高度、虚拟炮位阵地坐标、最大射击距离(x_max、y_max)、最小射击距离(x_min、y_min)、靶区长度L、靶区宽度H、靶标数量训练参数；

启动数据通信监控线程，在线程函数中实时接收传感器、气象检测传感器、工业相机上传的数据；

在通信监控线程中，根据工业相机上传的多幅靶区图像，完成靶区图像标定，确定测量分辨率K。

3.如权利要求1所述的一种火炮仿真训练方法，其特征是，主控计算机接收工业相机上传的靶区图像，根据靶区图像确定靶标坐标及速度，并转换至弹道坐标系下目标坐标；具体包括：

主控计算机接收工业相机上传图像，经过阈值分割处理后获取二值图像；

二值图像通过Sobel边缘轮廓检测及Hough变换后确定靶标的中心坐标(bx，by)；

根据连续多帧图像的靶标中心坐标变化，以及工业相机采样帧频率参数，计算出靶标速度V；

将靶标中心坐标(b_x，b_y)转换为弹道坐标系下的目标坐标(x，y)。

4.如权利要求1所述的一种火炮仿真训练方法，其特征是，主控计算机接收传感器上传的火炮方向角和俯仰角，解析弹道坐标系下弹丸落点坐标，并将该落点坐标转换为靶区坐标系下的靶区射击坐标；具体包括：

主控计算机建立外弹道质心运动方程；

根据训练参数配置弹药装药号数以及传感器上传的火炮方向角和俯仰角，确定弹道解算初始条件；

采用变步长四阶龙格库塔法对外弹道质心运动方程进行迭代计算，得到落点诸元信息：x，y，v；

循环执行上一步，当y0.5时，循环结束，计算出最终弹丸落点坐标(x，y)；

将弹道坐标系下弹丸落点坐标(x，y)转换为靶区坐标系下的射击坐标(b_x，b_y)。