基于图像分析的坦克分队训练模拟射击命中判定方法

摘要

本发明公开了一种基于图像分析的坦克分队训练模拟射击命中判定方法，在己方炮管上安装一个面向前方的摄像机，摄像机的光轴与炮管轴线或者瞄准镜的轴线重合或者平行，利用摄像机获取图像；摄像机平行安装在双轴倾角传感器上，倾角传感器提供摄像机的水平和俯仰角；不同的目标上安装非可见的、具有不同闪烁频率和节拍的红外光源，来标识目标的编号及标示位置；当己方炮手瞄准时开始采集图像，直至己方炮手按击发按钮后假想炮弹到达目标时才停止采集；采集的图像传输给处理单元，处理单元检测每幅图像中的光源存在与否及光源的位置，并通过连续的多幅图像，得到视野中的光源闪烁的频率和节拍，从而得到坦克的身份并判断目标是否被击中以及被击中的部位。

主权项

一种基于图像分析的坦克分队训练模拟射击命中判定方法，其特征在于步骤如下：步骤1：摄像机装置的安装，在己方坦克的炮管上安装一个面向前方的摄像机，该摄像机安装在双轴倾角传感器上，倾角传感器提供摄像机的水平和俯仰角；该摄像机安装只能接收不可见光源的波长范围一致的的滤光片，利用摄像机获取包含前方目标的图像，并利用倾角传感器得到因坦克左右倾斜而发生滚转导致的图像行坐标与水平线的夹角，记摄像机的水平和垂直视角分别为wa和ha度，摄像机所得图像的宽高分别为wp和hp个像素，倾角传感器测得的摄像机姿态水平角为α度；步骤2：红外光源的安装，在目标上安装非可见光的、具有不同闪烁频率和节拍的光源，并进行闪烁，闪烁频率和节拍的不同代表不同的目标；步骤3：图像采集，当己方炮手瞄准时开始采集图像，直至己方炮手按击发按钮后假想炮弹飞行dt后到达目标时才停止采集，得到一系列图像I1，I2，...Ib，...，Ie，其中I1代表第一幅图像，Ib代表击发时刻的图像，Ie代表最末一幅图像，即从得到Ib图像再过时间dt后的图像；dt是根据目标距离D和弹种B查射表得到，并查射表得到炮管为抵消炮弹在飞行过程中受重力下落而抬高的角度φ度；步骤4：图像配准，采集的图像I1 I2...Ib...Ie传输给处理单元，处理单元根据目标间的相对运动状态，决定是否进行图像配准，设配准好的图像序列为I1 I′2ΛI′e，若己方坦克不动时，则无需配准，即I1 I2...Ie即为I1 I′2ΛI′e；若己方坦克运动而对方坦克不动时，直接取I′e为I；若双方坦克都在运动时，则使用图像配准技术对原始的图像序列I1I2...Ib...Ie中的每幅图像Ii向其前一幅I′i‑1进行配准，得到I1 I′2ΛI′e；步骤5：在配准好的图像I1 I′2ΛI′e或I1 I2...Ie中，检测每幅图像中的光源存在与否及光源的位置，并通过连续的多幅图像解算出视野中的光源闪烁的频率和节拍，从而得到坦克的身份ID；步骤6：以图像Ib为参考的假想炮弹落点区域Ω的确定，根据Ie图像时刻对应的摄像机的姿态水平角α、φ、wa、ha、wp和hp，在图像Ib中确定出炮弹的落点，落点肯定是包含Ib中心列wp/2旋转角度α和中心行Hp/2下移角度φ的某个区域Ω，并根据步骤4得到的配准关系，得到Ω在Ie中的对应区域Φ；步骤7：通过光源出现在Φ中的位置，判定目标是否被击中；步骤8：根据目标类型T和目标的距离D，通过查找不同目标在不同距离上的形态数据库，得到目标在图像Φ中的应该具有的尺寸A和形态S，并与图像Φ进行比较，进一步得到目标被击中的部位。