[发明专利]一种手榴弹投准训练报靶系统及方法

权利要求书

1.一种手榴弹投准训练报靶系统，其特征在于，包括：

信息采集模块：包括高清摄像机和高清视频采集卡，用于通过所述高清摄像机拍摄采集手榴弹投掷现场视频图像信息，并将所述视频图像信息上传至所述高清视频采集卡；

靶心检测模块：用于获取所述高清视频采集卡中的所述视频图像信息，对所述视频图像信息进行暗通道变换处理，确定所述视频图像信息中的靶心圆环区域；

运动目标检测模块：用于通过高斯混合模型对获取的所述视频图像信息中的运动目标进行检测；

运动目标轨迹跟踪模块：用于对所述视频图像中所述运动目标的轨迹进行跟踪，根据预设参数对跟踪到的轨迹进行检测，消除不符合预设条件的干扰轨迹，得到目标运动轨迹；

结果判定模块：用于根据所述目标运动轨迹确定落弹点，根据所述落弹点和所述靶心圆环区域判断所述落弹点是否位于所述靶心圆环区域范围内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述靶心检测模块具体用于：

将所述现场视频图像信息的彩色图像转换为暗通道图像；

采用区域均值作为分割阈值对所述暗通道图像进行局部自适应二值化处理，分割靶心圆环图像；

预设斑点面积阈值和区域距离阈值，将所述靶心圆环图像中面积小于所述斑点面积的区域滤除，将区域间距离小于所述区域距离阈值的两个区域合并为一个区域；

选择所述靶心圆环图像中面积最大的两个区域作为靶心圆环区域，通过椭圆拟合得到所述靶心圆环区域的椭圆坐标，根据所述椭圆坐标得到精确的内靶心区域和外靶心区域。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运动目标检测模块具体用于：

将手榴弹投掷现场图像作为背景图像，将所述背景图像在一定的范围内进行水平和垂直方向上的平移，调整平移后的图像得到一系列图像，通过所述一系列图像对高斯混合模型进行建模；

通过上述模型对每一帧现场视频图像信息进行背景分析，静态的为背景部分，表示为黑色，动态的为运动部分，表示为白色，得到运动目标分析图像；

将所述运动目标分析图像中面积小于预设阈值的白色部分滤除。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括轨迹跟踪范围设置模块，用于根据所述靶心圆环区域设置运动目标轨迹跟踪区域，以避免其他运动物体的轨迹干扰。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述运动目标轨迹跟踪模块具体用于：

根据所述运动目标检测模块的目标分析图像对所述运动目标轨迹跟踪区域中所有运动轨迹进行跟踪；

选择任一轨迹，根据所选轨迹的历史轨迹预测当前目标位置，根据预设的投弹最大速度，在预测的目标位置周围的一定区域内进行匹配搜索；其中，进行所述匹配搜索的依据为位置误差、目标面积差、目标平均颜色差三者的加权和；

选择加权和最小的目标为当前轨迹的匹配目标；

所有历史轨迹匹配完毕之后，将离预测的目标位置周围的一定区域边界较近的目标被视为新目标，得到目标运动轨迹，其轨迹作为新的轨迹加入历史轨迹。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述运动目标轨迹跟踪区域直径设置为靶心圆环区域直径的1.5倍。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述结果判定模块具体用于：

根据运动目标轨迹跟踪模块得到的目标运动轨迹，确定所述目标运动轨迹的最低点为落弹点；

判断所述落弹点和靶心圆环区域的相对位置，通过椭圆方程判断所述落弹点位于内靶心区域或外靶心区域，完成成绩的最终判定。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高清摄像机的机位固定设置。