CN106643501B - 一种光幕靶构建***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光幕靶构建***，包括：相对设置的两个转台，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器，以及分别位于所述图像传感器两侧中心位置的光源，所述图像传感器用于采集包含有对面所述转台的初始图像；用于识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值的图像处理器；用于根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器形成光幕靶的控制器。保证了两转台上的图像传感器的光轴指向重合，实现了光学中心对准，提高测量精度。本发明还提供一种光幕靶构建方法，具有上述有益效果。

Description

一种光幕靶构建***及方法

技术领域

本发明涉及光电测量技术领域，特别涉及一种光幕靶构建***，还涉及一种光幕靶构建方法。

背景技术

光幕靶是一种采用光电转换技术测量飞行弹丸到达弹着点坐标位置的仪器，由于采用光电技术，属于非接触性的测量方法，测试精度高、可靠性好、成本低廉，已经逐步取代了钢板靶、网靶以及线圈靶实现弹丸速度和密集度的测量。

光幕靶的构建是弹丸着靶位置测量的基础，构建时采用两台平行的光电设备，形成空间上的光学弹丸截面，采用在预定的测试地点竖立一面木板，按照规定射击一定的子弹数，根据纸板或木板上留下的弹孔痕迹来分析得出子弹的坐标。构建光幕靶的两台平行的光电设备是否平行对齐，直接影响到最终测量结果的精度。小靶面的光幕靶可以采用机械定位的方式安装两侧的光电测量设备，用以保证设备形成空间重合的光幕，然而，对于大靶面的光幕靶由于机械加工的复杂性、安装运输的不便利等因素的影响无法采用上述搭建方式。

因此，如何构建光幕靶中光轴指向重合的光电设备，进而提高测量精度是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光幕靶构建***，构建光幕靶中光轴指向重合的光电设备，进而提高测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光幕靶构建***，包括：

相对设置的两个转台，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器，以及分别位于所述图像传感器两侧中心位置的光源，所述图像传感器用于采集包含有对面所述转台的初始图像；

用于识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值的图像处理器；

用于根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器形成光幕靶的控制器。

优选的，在上述光幕靶构建***中，所述图像处理器采用阈值分割方法识别所述初始图像中的所述光源。

优选的，在上述光幕靶构建***中，所述图像处理器还用于计算所述光源的重心位置，并将所述重心位置相连作为所述光源的连线。

优选的，在上述光幕靶构建***中，所述光源为LED光源。

本发明还提供了一种光幕靶构建方法，包括：

步骤S1：将两个转台相对设置，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器，以及分别位于所述图像传感器两侧中心位置的光源，所述图像传感器用于采集包含有对面所述转台的初始图像；

步骤S2：所述图像传感器采集包含有对面所述转台的初始图像；

步骤S3：图像处理器识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值；

步骤S4：控制器根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器形成光幕靶。

优选的，在上述光幕靶构建方法中，所述步骤S3中，所述图像处理器采用阈值分割方法识别所述初始图像。

优选的，在上述光幕靶构建方法中，所述步骤S3中，所述计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值之前，还包括：

计算所述光源的重心位置，并将所述重心位置相连作为所述光源的连线。

本发明所提供一种光幕靶构建***，包括：相对设置的两个转台，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器，以及分别位于所述图像传感器两侧中心位置的光源，所述图像传感器用于采集包含有对面所述转台的初始图像；用于识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值的图像处理器；用于根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器形成光幕靶的控制器。

由于将用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器均设置于转台上，一个转台上的激光发射器发出的激光被对面转台的图像传感器接收，使得转台之间形成光幕靶，图像传感器识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值，根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，保证了两转台上的图像传感器的光轴指向重合，实现了光学中心对准，提高测量精度。

本发明还提供一种光幕靶构建方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的光幕靶构建***示意图；

图2为本发明实施例所提供的光幕靶构建方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的光幕靶构建***示意图。

在一种具体的实施方式中，提供了一种光幕靶构建***，包括：

相对设置的两个转台04，所述转台04上设置有用于形成光幕靶的激光发射器03和图像传感器02，以及分别位于所述图像传感器02两侧中心位置的光源01，所述图像传感器02用于采集包含有对面所述转台04的初始图像；

用于识别所述初始图像中的所述光源01，并计算所述光源01的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值的图像处理器06；

用于根据所述偏差值控制所述转台04水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台04在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器03形成光幕靶的控制器05。

其中，转台04包括可在水平面进行旋转的旋转底座，底座上安装有可在俯仰方向进行转动的旋转部件，旋转部件设置于凹形支架之间，旋转部件上设置有图像传感器02以及激光发射器03，光源01固定设置于凹形支架上，位于图像传感器02的两侧中心位置，并不随旋转部件进行转动。根据转台04布局设计，两图像传感器02的视轴对准时，两光源01连线中点分别成像在对方视场的垂直中轴线上。根据这一特点，通过判断光源01连线中点的位置，可以确定视轴旋转的方向，控制转台04按照一定的步长旋转，通过闭环反馈，调节光源01连线中点使其落在图像垂直中轴线上，达到视轴对准的目的。

整个***的工作方法：两个转台04相对设置，图像传感器02采集包含有对面所述转台04的初始图像，将初始图像发送至图像处理器06，图像处理器06识别所述初始图像中的光源01，检测其所在图像中的位置，并计算光源01的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值，控制器05根据偏差值控制转台04进行转动，当转动后仍然不能满足光源01连线的中心位置与图像中心重合时，控制器05重复上述步骤，直至所述偏差值为零，此时，保证了两转台04上的图像传感器02的光轴指向重合，实现了光学中心对准。当两侧转台04的光学中心重合后，控制计算机控制转台04俯仰方向抬起预设角度，例如45°，打开激光器，使得两个转台04之间形成光幕，完成光幕靶构建。

在上述光幕靶构建***中，所述图像处理器06采用阈值分割方法识别所述初始图像中的所述光源01。

其中，图像阈值化分割是一种传统的最常用的图像分割方法，因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术。它特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图像。当识别到的亮点目标满足当前的光源01大小，并且相对位置符合安装要求，说明亮点目标为光源01。

进一步的，在上述光幕靶构建***中，所述图像处理器06还用于计算所述光源01的重心位置，并将所述重心位置相连作为所述光源01的连线。为了提高测量准确性，首先计算光源01的重心，重心位置的连线的中点才更加准确。

进一步的，在上述光幕靶构建***中，所述光源01为LED光源01。

当然，光源01包括但不限于LED光源01，还可以为其它类型的光源01，均在保护范围内。

如图2所示，图2为本发明实施例所提供的光幕靶构建方法的流程图。

本发明还提供了一种光幕靶构建方法，包括：

步骤S1：将两个转台相对设置，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器02，以及分别位于所述图像传感器02两侧中心位置的光源，所述图像传感器02用于采集包含有对面所述转台的初始图像；

步骤S2：所述图像传感器02采集包含有对面所述转台的初始图像；

步骤S3：图像处理器06识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值；

步骤S4：控制器05根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台04在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器03形成光幕靶。

进一步的，在上述光幕靶构建方法中，所述步骤S3中，所述图像处理器06采用阈值分割方法识别所述初始图像。

进一步的，在上述光幕靶构建方法中，所述步骤S3中，所述计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值之前，还包括：

计算所述光源的重心位置，并将所述重心位置相连作为所述光源的连线。

具体的，图像处理器06采集包含有对面所述转台04的初始图像，在初始图像中识别转台两侧的LED光源，判断LED光源是否存在，如果存在，则计算LED光源的重心，计算连线中心，与图像处理器06的光学中心位置进行比较，计算位置偏差，输出角度偏差至控制器05；如果不存在，则重新计算图像亮度，并调整传感器积分时间，中心采集图像。

控制器05接收位置偏差，根据位置偏差控制转台04水平转动，转动之后重新计算位置偏差，直至位置偏差为零时，停止转动转台04，控制转台04俯仰预设角度，控制激光发射器03发射激光，形成光幕靶。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种光幕靶构建***，其特征在于，包括：

相对设置的两个转台，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器，以及分别位于所述图像传感器两侧中心位置的光源，所述图像传感器用于采集包含有对面所述转台的初始图像；

用于识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值的图像处理器；

用于根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器形成光幕靶的控制器；

其中，转台包括可在水平面进行旋转的旋转底座，底座上安装有可在俯仰方向进行转动的旋转部件，旋转部件设置于凹形支架之间，旋转部件上设置有图像传感器以及激光发射器；光源固定设置于凹形支架上，并位于图像传感器的两侧中心位置，两图像传感器的视轴对准时，两光源连线中点分别成像在对方视场的垂直中轴线上。

2.如权利要求1所述的光幕靶构建***，其特征在于，所述图像处理器采用阈值分割方法识别所述初始图像中的所述光源。

3.如权利要求2所述的光幕靶构建***，其特征在于，所述图像处理器还用于计算所述光源的重心位置，并将所述重心位置相连作为所述光源的连线。

4.如权利要求3所述的光幕靶构建***，其特征在于，所述光源为LED光源。

5.一种光幕靶构建方法，其特征在于，包括：

步骤S1：将两个转台相对设置，所述转台上设置有用于形成光幕靶的激光发射器和图像传感器，以及分别位于所述图像传感器两侧中心位置的光源，所述图像传感器用于采集包含有对面所述转台的初始图像；

步骤S2：所述图像传感器采集包含有对面所述转台的初始图像；

步骤S3：图像处理器识别所述初始图像中的所述光源，并计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值；

步骤S4：控制器根据所述偏差值控制所述转台水平转动，直至所述偏差值为零，并控制所述转台在俯仰方向抬起预设角度以便所述激光发射器形成光幕靶；

其中，转台包括可在水平面进行旋转的旋转底座，底座上安装有可在俯仰方向进行转动的旋转部件，旋转部件设置于凹形支架之间，旋转部件上设置有图像传感器以及激光发射器，光源固定设置于凹形支架上，位于图像传感器的两侧中心位置，两图像传感器的视轴对准时，两光源连线中点分别成像在对方视场的垂直中轴线上。

6.如权利要求5所述的光幕靶构建方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述图像处理器采用阈值分割方法识别所述初始图像。

7.如权利要求6所述的光幕靶构建方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述计算所述光源的连线中心与所述初始图像中心之间的偏差值之前，还包括：

计算所述光源的重心位置，并将所述重心位置相连作为所述光源的连线。