本發(fā)明涉及一種訓(xùn)練系統(tǒng)，尤其涉及一種基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前射擊訓(xùn)練系統(tǒng)都是以實(shí)彈或者空炮彈進(jìn)行訓(xùn)練，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：

1：安全風(fēng)險(xiǎn)高，在平時(shí)訓(xùn)練瞄準(zhǔn)時(shí)只有對(duì)真槍的配重模擬練習(xí)，而射擊的后座力是沒(méi)有模擬訓(xùn)練的，所以導(dǎo)致在真實(shí)的射擊訓(xùn)練時(shí)由于后座力的影響無(wú)法很好的把握好從而可能會(huì)存在目標(biāo)無(wú)法定位而產(chǎn)生射擊偏移從而導(dǎo)致誤傷。

2：成本高，實(shí)彈或者空炮彈的成本高。

3：模擬訓(xùn)練場(chǎng)地要求比較苛刻。

4：在惡劣環(huán)境下無(wú)法模擬訓(xùn)練。

5：對(duì)射擊訓(xùn)練人員必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的訓(xùn)練，掌握一定的技能后才能進(jìn)行真實(shí)的模擬訓(xùn)練，從而導(dǎo)致射擊訓(xùn)練人員人才的培養(yǎng)效率低。

因此需要一種模擬輔助軍事訓(xùn)練系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：屏幕和位于屏幕前方的若干個(gè)光槍?zhuān)涮卣髟谟?，還包括圖像顯示主機(jī)，若干個(gè)所述光槍通過(guò)通信控制器信號(hào)連接所述圖像顯示主機(jī)；

所述屏幕上排布有若干感應(yīng)燈，每個(gè)所述感應(yīng)燈在屏幕上的物理坐標(biāo)均存儲(chǔ)在所述圖像顯示主機(jī)內(nèi)；

所述屏幕能夠自行顯示打靶圖像或通過(guò)投影儀投影顯示打靶圖像；

每個(gè)所述光槍上均設(shè)有攝像頭。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述感應(yīng)燈為紅外感應(yīng)燈。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述攝像頭連接有圖像識(shí)別器，所述圖像識(shí)別器連接所述通信控制器。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述攝像頭上還設(shè)置有濾光片。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光槍內(nèi)還設(shè)置有音效模塊和后座力模塊，所述音效模塊和所述后座力模塊均由扳機(jī)觸發(fā)。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述后座力模塊包括依次銜接的電機(jī)、齒輪組、齒條、頂桿和后蓋，其中齒輪組中與所述齒條嚙合的為缺齒齒輪，所述缺齒齒輪外周至少有一段弧形結(jié)構(gòu)不帶有齒；所述齒條銜接有沖擊彈簧，所述沖擊彈簧軸線與所述齒條軸線平行；所述頂桿一端頂在齒條處，另一端頂在后蓋上；所述后蓋通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接所述光槍。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述齒條側(cè)邊設(shè)置有滾珠滑塊，所述滾珠滑塊一端抵壓所述沖擊彈簧，另一端能夠?qū)禹敆U的端部。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述頂桿設(shè)置在導(dǎo)向套內(nèi)，所述頂桿上還設(shè)置緩沖彈簧。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述光槍上還設(shè)有信號(hào)接口。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電機(jī)由扳機(jī)觸發(fā)。

本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果：

1：安全風(fēng)險(xiǎn)幾乎為零，基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)可以很好的模擬的真實(shí)訓(xùn)練時(shí)的后座力效果以及射擊效果，基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)可以模擬真實(shí)的效果從而可以完全避免安全問(wèn)題。

2：成本低，軍事訓(xùn)練系統(tǒng)即省去了實(shí)彈射擊的成本也能達(dá)到實(shí)彈射擊的效果。

3：只需要一個(gè)房間就能隨時(shí)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，無(wú)需特殊的模擬場(chǎng)地。

4：無(wú)環(huán)境因素的制約。

5：對(duì)射擊訓(xùn)練人員技術(shù)沒(méi)有任何要求，從而可雙大大提高的射擊訓(xùn)練人員的培養(yǎng)效率。

6：支持多人團(tuán)隊(duì)同時(shí)訓(xùn)練。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明；

圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的剖面圖圖；

圖1中光槍上各部件如下：21、扳機(jī)；22、信號(hào)接口；23、電機(jī)；24、缺齒齒輪；25、齒條；26、沖擊彈簧；27、滾珠滑塊；28、頂桿；29、導(dǎo)向套；30、緩沖彈簧；31、后蓋；32、轉(zhuǎn)軸；33、攝像頭。

圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的訓(xùn)練原理圖；

圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1、圖2和圖3所示，一種基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：屏幕和位于屏幕前方的若干個(gè)光槍?zhuān)€包括圖像顯示主機(jī)，若干個(gè)光槍通過(guò)通信控制器信號(hào)連接圖像顯示主機(jī)；屏幕上排布有若干紅外感應(yīng)燈，每個(gè)紅外感應(yīng)燈在屏幕上的物理坐標(biāo)均存儲(chǔ)在圖像顯示主機(jī)內(nèi)；屏幕能夠自行顯示打靶圖像或通過(guò)投影儀投影顯示打靶圖像；每個(gè)光槍上均設(shè)有攝像頭。

攝像頭連接有圖像識(shí)別器，圖像識(shí)別器連接通信控制器，攝像頭上還設(shè)置有濾光片。

光槍內(nèi)還設(shè)置有音效模塊和后座力模塊，音效模塊和后座力模塊均由扳機(jī)21觸發(fā)。后座力模塊包括依次銜接的電機(jī)23、齒輪組、齒條25、頂桿28和后蓋31，其中齒輪組中與齒條25嚙合的為缺齒齒輪24，缺齒齒輪24外周至少有一段弧形結(jié)構(gòu)不帶有齒；齒條25銜接有沖擊彈簧26，沖擊彈簧26軸線與齒條25軸線平行；頂桿28一端頂在齒條26處，另一端頂在后蓋31上；后蓋通過(guò)轉(zhuǎn)軸32連接光槍。

振動(dòng)沖擊模塊是利用電機(jī)和三級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，第三級(jí)齒輪為缺齒齒輪24，其帶動(dòng)齒條向上運(yùn)行，進(jìn)行壓縮沖擊彈簧26，當(dāng)缺齒齒輪24走完13齒后，進(jìn)入缺齒部分的空檔，則壓縮的沖擊彈簧26進(jìn)行力的釋放，帶動(dòng)滾珠滑塊27及齒條25彈回，產(chǎn)生沖擊力，撞擊頂桿28。同時(shí)槍體的后蓋31有緩沖彈簧進(jìn)行力量控制，呈張開(kāi)狀態(tài)，槍體后蓋31壓平頂住肩膀下方，二者的沖擊力加上槍體后蓋的彈力合在一起，撞擊身體貼合部位，讓人感覺(jué)到疼痛。

齒條25側(cè)邊設(shè)置有滾珠滑塊27，滾珠滑塊27一端抵壓沖擊彈簧26，另一端能夠?qū)禹敆U28的端部，頂桿28設(shè)置在導(dǎo)向套29內(nèi)，頂桿28上還設(shè)置緩沖彈簧30，光槍上還設(shè)有信號(hào)接口22，電機(jī)23由扳機(jī)21觸發(fā)。

一種基于圖像識(shí)別的基于圖像識(shí)別的虛擬軍事訓(xùn)練系統(tǒng)，通過(guò)安裝攝像頭的槍對(duì)顯示端紅外感應(yīng)燈識(shí)別后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)真實(shí)的射擊的效果。所有系統(tǒng)包括以下部分及主要功能：

(1)：圖像顯示主機(jī)---通usb讀取坐標(biāo)并顯示打靶內(nèi)容。

(2)：通信控制器---負(fù)責(zé)通信處理以及協(xié)議解析。

(3)：外設(shè)控制器---負(fù)責(zé)所有外圍設(shè)置的控制。

(4)：圖像識(shí)別器---負(fù)責(zé)圖像識(shí)別以及算法處理。

(5)：驅(qū)動(dòng)控制器---負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備。

(6)：后座力模擬模塊---通過(guò)結(jié)構(gòu)以及電子控制模擬真實(shí)的后座力效果。

(7)：音效模擬模塊---模擬真實(shí)的射擊音效。

(8)：扳機(jī)---扳機(jī)執(zhí)行結(jié)構(gòu)以及電子控制。

(9)：攝像頭---負(fù)責(zé)圖像采集。

(10)：從③---⑨是一把光槍的組成集合，本系統(tǒng)最多可以支持16把槍同時(shí)訓(xùn)練。

(11)：屏幕---由于顯示范圍大所以本系統(tǒng)采用投影幕布。

(12)：紅外感應(yīng)燈---圖像識(shí)別傳感器。

(13)：投影儀---負(fù)責(zé)把顯示主機(jī)的的內(nèi)容投入到顯示端。

如圖2所示本系統(tǒng)可以自適應(yīng)顯示區(qū)域?yàn)?米---10米，射擊距離為10米---16米之間任意位置的射擊模擬訓(xùn)練，并且支持16人同時(shí)訓(xùn)練且不影響速度以及效果，這是以往系統(tǒng)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)的關(guān)鍵是利用圖像識(shí)別，進(jìn)行3d建模，通過(guò)計(jì)算最終實(shí)現(xiàn)真實(shí)的射擊模擬效果。所以不管訓(xùn)練者在10米---16米之間的任意3d位置，以及任意姿勢(shì)的射擊(站姿，蹲姿，臥姿)進(jìn)行射擊時(shí)都能很精確的模擬出真實(shí)的效果，這也是以往系統(tǒng)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

圖像采集：紅外感應(yīng)燈12放置在射擊目標(biāo)屏幕處，光槍10中的cmos高清攝像頭9通過(guò)濾光片可以獲取到紅外光源的圖像。圖像信息通過(guò)usb傳輸?shù)綀D像顯示主機(jī)。

圖像處理：圖像識(shí)別器4采集圖像，對(duì)圖像進(jìn)行降噪，濾波，閾值化處理獲得只含點(diǎn)光源的圖像，然后通過(guò)計(jì)算距離，識(shí)別形狀和處理旋轉(zhuǎn)手段，識(shí)別出物理世界中每個(gè)紅外感應(yīng)燈12在圖像中的精確坐標(biāo)，一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。

反算光槍瞄準(zhǔn)位置和空間姿態(tài)：通過(guò)以下參數(shù)：光槍中相機(jī)9參數(shù)，紅外光源12的物理坐標(biāo)，紅外光源在圖像中的坐標(biāo)，通過(guò)圖像算法就可以反算出光槍在實(shí)際世界中的坐標(biāo)，光槍的空間3d姿態(tài)以及光槍的瞄準(zhǔn)位置。

光槍控制及通訊：驅(qū)動(dòng)控制器5包括光槍扳機(jī)8的捕獲和發(fā)送，扣動(dòng)扳機(jī)后的后座力模擬模塊6和音效模擬模塊7，然后通過(guò)通信控制器2以rs485總線將光槍的瞄準(zhǔn)位置和按鍵信息傳輸?shù)綀D像顯示主機(jī)1。

終端主機(jī)顯示互動(dòng)：圖像顯示主機(jī)1獲取到射擊坐標(biāo)，并在互動(dòng)應(yīng)用程序(如打靶訓(xùn)練，射擊游戲等)中屏幕11上顯示及與用戶互動(dòng)。

以上依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定技術(shù)性范圍。