一種基于視頻的狙擊機器人快速精確瞄準方法技術

本發明專利技術提供一種基于視頻的狙擊機器人快速精確瞄準方法，包括：步驟1，設定偵查攝像機圖像中一點為原點建立直角坐標系，記錄可視化一體槍瞄準鏡準星在偵查攝像機圖像中的位置(x0,y0)；步驟2，偵查攝像機進行掃描，若偵查攝像機圖像中出現目標，記錄此刻偵查攝像機相對初始位置的回轉角度α和俯仰角度β，及目標在偵查攝像機圖像中的直角坐標系的位置(x1,y1)；步驟3，可視化一體槍瞄準鏡準星根據回轉角度α和俯仰角度β在相應方向上旋轉相應角度；步驟4，在偵查攝像機圖像中的直角坐標系下，可視化一體槍瞄準鏡準星從(x0,y0)移動至(x1,y1)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種自動控制技術，特別是。
技術介紹
狙擊作為特種作戰的一種戰斗模式，可以遠距離有效擊毀敵重要目標或精確射殺敵有生力量。要成為一名狙擊手，需要具備過人的射擊天賦，面對長時間、高強度的專業訓練以及百里挑一的淘汰率。狙擊手在執行任務的時候，需要忍受孤獨寂寞，始終保持頭腦清醒冷靜，在長時間的等待后，力求一擊斃命，同時面臨暴露被消滅的危險。因此，狙擊手在執行任務時承受了巨大的心理和生理壓力，這種壓力會不同程度影響狙擊手的臨場發揮。狙擊機器人作為一種智能化特種裝備，在具備狙擊手基本功能的基礎上，由于智能彈道修正計算的輔助，使得狙擊精度進一步提高；由于機械裝置自身的低熱量特性，使得被偵察器材發現的可能性進一步降低；由于不受人呼吸、心跳等武器射擊干擾因素的影像，使得狙擊的精度穩定性進一步提高；由于自身的可維修性，使得狙擊的成本進一步降低；由于操控系統的簡易性，使得任何士兵都有成為狙擊手的可能。因此，研究狙擊機器人作為未來狙擊戰場的重要作戰力量，具有重要的科學意義和軍事價值。國內在武裝機器人領域未見有面世的成熟產品，在狙擊機器人領域更未見有顯著研究成果。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，在狙擊過程中，通過遙控偵查攝像機和可視化一體槍瞄鏡能夠快速進行目標瞄準。，其特征在于，包括以下步驟:步驟I，設定偵查攝像機圖像中一點為原點建立直角坐標系，記錄可視化一體槍瞄準鏡準星在偵查攝像機圖像中的位置(XQ，y0);步驟2，偵查攝像機進行掃描，若偵查攝像機圖像中出現目標，記錄此刻偵查攝像機相對初始位置的回轉角度α和俯仰角度β，及目標在偵查攝像機圖像中的直角坐標系的位置(xi’yi);步驟3，可視化一體槍瞄準鏡準星根據回轉角度α和俯仰角度β在相應方向上旋轉相應角度；步驟4，在偵查攝像機圖像中的直角坐標系下，可視化一體槍瞄準鏡準星從(Χ0，yo)移動至(xi，yi)。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點:利用安裝在履帶式機器人上的寬視場偵查攝像機能快速確定目標所在區域，利用安裝在狙擊槍上的可視化一體槍瞄鏡可以快速鎖定目標所在區域。下面結合說明書附圖對本專利技術做進一步描述。【附圖說明】圖1是本專利技術方法采用的系統示意圖。圖2是本專利技術方法采用的系統總體框架示意圖。圖3標定示意圖。圖4目標快速粗定位示意圖。圖5目標精確瞄準示意圖。圖6是本專利技術方法流程圖。【具體實施方式】如圖1、圖2所示，本專利技術方案將狙擊步槍安裝在履帶機器人上方中間偏前位置，將狙擊步槍原有狙擊鏡替換為可視化一體槍瞄鏡，用于精確瞄準目標，狙擊步槍在回轉和俯仰兩個自由度上具有一定范圍的調節角度，狙擊槍的旋轉帶動可視化一體槍瞄鏡的旋轉，它們旋轉的方向和角度都相同；寬視場偵查攝像機安裝在狙擊槍右后位置，安裝高度高于狙擊槍，保證狙擊槍不擋住其視角，另外偵查攝像機在回轉和俯仰兩個自由度上具有一定的角度調節范圍，用于快速鎖定目標所在區域；圖傳電臺和數傳電臺天線分別安裝在偵查攝像機后面兩側，左邊為圖傳天線，右邊為數傳天線；圖傳電臺、數傳電臺、主控處理器及相關驅動器和角度傳感器都放置在履帶式機器人內部;其中圖傳電臺實時將偵查攝像機和可視化一體槍瞄鏡的圖像傳回到操控端，顯示在操控端屏幕。數傳電臺實時發送狙擊手遙控命令給履帶式狙擊機器人并返回偵查攝像機和可視化一體槍瞄鏡旋轉的方向和角度。狙擊手通過操控端遙控狙擊槍進行狙擊。上述系統特性:(I)利用安裝在機器人上的寬視場偵查攝像機能快速所定目標所在區域。(2)可視化一體槍瞄鏡可以快速鎖定目標所在區域。(3)利用操控端手動遙控可視化一體槍瞄鏡可以快速精確瞄準目標。(4)通過點擊操控端屏幕上目標可以更方便、更快捷精確瞄準目標。如圖3所示，系統啟動后即進行標定，當操控端屏幕上可視化一體槍瞄鏡和寬視場偵查攝像機的圖像都為機器人正前方圖像時，記錄屏幕上可視化一體槍瞄鏡準星在寬視場偵查攝像機圖像中的位置(XQ，yQ)，設定偵查攝像機圖像左下角為坐標原點；另外結合角度傳感器標定并記錄可視化一體槍瞄鏡準星在操控端屏幕上沿水平和豎直方向移動單位距離可視化一體槍瞄鏡實際所轉的角度αχ和βγ。如圖4所示，對目標快速粗定位時，首先狙擊手通過操控端遙控履帶式機器人行駛到合適位置，然后遙控寬視場偵查攝像機從左到右、從上到下進行目標掃描，直至操控端屏幕中出現目標，記錄該位置偵查攝像機相對初始位置的回轉角度α和俯仰角度β。如圖5所示，對目標精確瞄準時，首先可視化一體槍瞄鏡根據偵查攝像機回轉角度α和俯仰角度β自動在相應方向上旋轉相應角度，這樣可視化一體槍瞄鏡準星即出現在操控端屏幕中(XQ，yQ)位置，然后通過手動遙控或點擊操控端屏幕上目標的方式將可視化一體槍瞄鏡槍瞄鏡準星瞄準屏幕上的目標，相應的實際場景中狙擊槍即瞄準了狙擊目標:I)狙擊手通過一直觀察操控端屏幕，可以清晰看到槍瞄鏡準星和目標相對位置，然后手動遙控狙擊槍使可視化一體槍瞄鏡準星瞄準圖像中的目標，即狙擊槍瞄準了目標；遙控指令通過數傳電臺發送給主控處理器，主控處理器隨即控制可視化一體槍瞄鏡(即狙擊槍)進行相應方向和角度的旋轉，實現快速瞄準目標；2)狙擊手通過點擊操控端屏幕中的目標以獲取其位置信息(X1，yi)，則狙擊槍和可視化一體槍瞄鏡在水平方向和豎直方向應該旋轉的角度為(X1-XQ) Xax和(y1-yo) Χβγ，然后通過數傳電臺將旋轉角度發送給主控處理器，主控處理器控制狙擊槍和可視化一體槍瞄鏡進行相應方向和角度的旋轉，實現快速自動瞄準目標。結合圖6，本專利技術的具體過程如下:步驟I，偵查攝像機與可視化一體槍瞄鏡的標定方案系統啟動后即進行標定，當操控端屏幕上可視化一體槍瞄鏡和偵查攝像機的圖像都為機器人正前方圖像時，記錄屏幕上可視化一體槍瞄鏡準星在偵查攝像機圖像中的位置(X0，yQ)，設定屏幕左下角為坐標原點；另外結合角度傳感器標定并記錄可視化一體槍瞄鏡準星在操控端屏幕上沿水平和豎直方向移動單位距離可視化一體槍瞄鏡實際所轉的角度步驟2，目標快速粗定位方案對目標快速粗定位時，首先狙擊手通過操控端遙控履帶式機器人行駛到合適位置，然后遙控偵查攝像機從左到右、從上到下進行目標掃描，直至操控端屏幕中出現目標，記錄該位置偵查攝像機相對初始位置的回轉角度a和俯仰角度β。步驟3，目標快速精確瞄準方案對目標精確瞄準時，首先可視化一體槍瞄鏡根據偵查攝像機回轉角度a和俯仰角度β自動在相應方向上旋轉相應角度，可視化一體槍瞄鏡準星即出現在操控端屏幕中(xo，yo)位置，然后通過手動遙控或點擊操控端屏幕上目標的方式將可視化一體槍瞄鏡槍瞄鏡準星瞄準屏幕上的目標，相應的實際場景中狙擊槍即瞄準了狙擊目標:(I)通過觀察操控端屏幕，手動遙控可視化一體槍瞄鏡將其準星瞄準圖像中的目標，遙控指令通過數傳電臺發送給主控處理器，主控處理器隨即控制可視化一體槍瞄鏡(即狙擊槍)進行相應方向和角度的旋轉，實現快速瞄準目標；(2)通過點擊操控端屏幕中的目標以獲取其位置信息(X1，yi)，則可視化一體槍瞄鏡在水平方向和豎直方向應該旋轉的角度為(χι-χο) Xax和(y1-y()) Χβγ，然后通過數傳電臺將旋轉角度發送給主控處理器，主控處理器控制可視化一體槍瞄鏡(即狙擊槍)進行相應方向和角度的旋轉，實現快速自動瞄準目標。【主權項】1.，其特征在于，包本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于視頻的狙擊機器人快速精確瞄準方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，設定偵查攝像機圖像中一點為原點建立直角坐標系，記錄可視化一體槍瞄準鏡準星在偵查攝像機圖像中的位置(x0,y0)；步驟2，偵查攝像機進行掃描，若偵查攝像機圖像中出現目標，記錄此刻偵查攝像機相對初始位置的回轉角度α和俯仰角度β，及目標在偵查攝像機圖像中的直角坐標系的位置(x1,y1)；步驟3，可視化一體槍瞄準鏡準星根據回轉角度α和俯仰角度β在相應方向上旋轉相應角度；步驟4，在偵查攝像機圖像中的直角坐標系下，可視化一體槍瞄準鏡準星從(x0,y0)移動至(x1,y1)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡云飛，朱建聲，汪向東，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32