[发明专利]基于图像识别和激光定位的瞄准点屏幕坐标获取方法

摘要

本发明提出一种基于图像识别和激光定位的瞄准点屏幕坐标获取方法，有效解决了现有的屏幕坐标获取中无法计算瞄准误差，采取的信息量大，处理器负载高，容易发生延迟的问题。本发明具有以下优点和积极效果：1、利用图像采集装置和挂载式红外激光发生器完成操作人员的瞄准点屏幕坐标获取，系统安装调试简便，应用更为灵活；2、挂载式红外激光发生器对操作人员的感官影响较少，能最大程度减少系统对操作人员瞄准动作的干扰；3、利用棋盘格预先构建了标准坐标表和误差表，并将其用于误差修正，瞄准点的屏幕坐标跟踪精度大为提高。

主权项

基于图像识别和激光定位的瞄准点屏幕坐标获取方法，其特征在于，包含以下过程：①视景发生装置在屏幕上生成充满屏幕的棋盘格图像；②图像采集单元采集包含棋盘格的图像数据；目标视频信息的获取采用高速CCD摄像机获取目标场景视频然后在Unity3d中采用WebCamTexture实现；③对图像采集单元采集的图像进行处理，根据棋盘格在采集到的图像中占据的区域，确定屏幕在图像中的坐标数据，通过Mat webCamTextureMat＝webCamTextureToMatHelper.GetMat()，获取Mat类型的视频数据，然后使用Calib3d.findChessboardCorners获取棋盘格交叉点的屏幕坐标列表；④利用棋盘格的交叉点的屏幕坐标列表将屏幕划分为若干个区块，并根据划分的区块建立标准坐标表、映射坐标表和误差表：标准坐标表(0，j)……(i，j)…………(0，1/j)(1/i，1/j)……(0，0)(1/i，0)…(i，0)映射坐标表(x0，yj)……(xi，yj)…………(x0，y1)(x1，y1)……(x0，y0)(x1，y0)…(xi，y0)误差表⑤.在图像采集装置上装上可滤掉可见光的滤光装置；⑥.视景发生装置产生训练视景并显示到屏幕上；⑦.操作人员使用挂载有红外激光发生器的瞄准设备对屏幕上的某点实施瞄准射击；⑧.图像采集装置获取实时的屏幕图像，数据处理单元处理该图像并提取出红外光斑的图像坐标(xg，yg)；通过webCamTextureToMatHelper.GetMat()获取Mat类型的视频数据，然后使用Imgproc.threshold()对数据进行二值化，再使用FeatureDetector对数据进行光斑检测，确定白色激光点的测量屏幕坐标(xg，yg)；⑨.根据③中产生的标准坐标表和⑧中得到的瞄准点图像坐标确定当前的瞄准点屏幕坐标及其位于的区块，设该区块的四个顶点的坐标分别为((m，n)x，(m，n)y)，((m，n+1)x，(m，n+1)y)，((m+1，n)x，(m+1，n)y)，((m+1，n+1)x，(m+1，n+1)y)，通过查表得知四个顶点的误差分别为进而计算出误差因子为(Φx，Φy)，其中Φx＝(xg‑(m,n)x)/((m,n+1)x‑(m,n)x)；Φy＝(yg‑(m,n)y)/((m+1,n)y‑(m,n)y)；⑩.根据⑨中得到的区块的四个顶点在3中产生的误差表中的误差对瞄准点的概略屏幕坐标进行误差修正，其中某实时点测量坐标包含的误差的数学表达式为Δy=((1-Φx)*(1-Φy)*δ(m,n)y)+(Φx*(1-Φy)*δ(m,n+1)y)+((1-Φx)*Φy*δ(m+1,n)y)+(Φx*Φy*δ(m+1,n+1)y);]]>可以得到如下表达式：(xg，yg)‑(Δx，Δy)＝(x，y),其中(xg，yg)(Δx，Δy)均已知，即可得到当前瞄准点的精确屏幕坐标(x，y)，返回⑥。