激光自动报靶系统讲解

激光射击系统的主要特点:激光模拟射击系统原是为武警等军事单位开发的射击模拟系统，适合于军事院校、武警、军队、民兵、公安、保安等单位，为军事单位的训练提供了极低成本、高安全性的射击训练系统，为射击运动走向普及提供了技术上的支持。

现在为满足普通群众对射击运动不断增加的需求，增加了多种射击游戏和趣味射击等节目。

激光射击系统通过高清晰数字投影机把真实的各种环境逼真地投射到大屏幕上，无论是奔跑跳跃的猎物，变幻不定的靶标，还是战场上蜂涌的敌人，俯冲的战机，只要你紧握钢枪，把握时机快速射击，目标尽管躲避机警，但您的枪法更胜一筹。

整个系统画面逼真，动感刺激，配上仿佛真实的立体声效果，加上电脑自动识别计分，让每一位射手都能身临其境地感受到战场的生死离别，战争残酷。

猎场上的斗智斗勇，刺激惊险，和靶场上的冷静果断，胜利后的喜悦，为有品位的射击爱好者开辟了一片令人赏心悦目的休闲新天地，使久居闹市的人们找到一种久违的大自然的真实感受。

1:采用激光技术，激光射出后，检测系统能够自动识别并转化为标准接口，和其他大型三维射击软件结合一起，实现设备可以兼容多种射击软件，保证拥护自己可以升级最新的射击游戏----自助不求人，软件生动精彩不厌倦而绝不花升级费用。

2:军事射击和狩猎目标种类多达40多种，网上射击游戏可无尽加载。

软件涵盖各种狩猎大型动物、鸟类、鱼类、各种军事目标如飞机、坦克等，而且可以很容易增加。

3:目前我公司支持大型三维立体游戏就多达十几种，采用电影大屏幕射击，这是本公司之外产品所未见闻的。

能支持第一人称射击类（FPS）游戏，如《化解危机》、《抢滩》等大型三维游戏，三维立体效果强烈，采用过关模式，拿枪和敌人作殊死搏斗，紧张而刺激,给人以强烈震撼。

4:和大型FPS射击游戏软件接口为通用型标准接口，能够与将来的游戏接口，确保产品永不过时。

5:采用150英吋高清晰度大屏幕显示，画面清晰细致语音模拟逼真，给人以身临其境的感觉。

基于点识别的自动报靶系统胡凯;沈新锋;张瑞东【摘要】设计分为激光枪打靶和激光枪着落点识别两个部分.在正式打靶前,需要手动按键进行靶心和靶环间的距离校准,校准完成后可正式打靶.正式打靶时,手动按键控制激光枪上下左右移动并发射激光束,通过按键控制摄像头采集激光点的信息.采集完成后,通过按键控制在液晶显示屏上显示相应的闪烁点,同时在显示屏上显示激光点的方位信息和环数信息.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2015(037)004【总页数】3页(P87-89)【关键词】打靶;激光枪;摄像头;识别;方位;环数【作者】胡凯;沈新锋;张瑞东【作者单位】南京信息工程大学信息与控制学院,江苏南京210044;南京信息工程大学信息与控制学院,江苏南京210044;南京信息工程大学信息与控制学院,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】TP2720 引言本设计采用msp430F149作为核心处理器，设有打靶和报靶两套装置。

打靶装置用来打靶和按键控制发送命令，报靶装置用来接收命令进行激光点的位置识别和报靶。

1 总体设计方案图1 实物模型图本设计包含两个部分，模型如图1所示。

第一个部分是激光枪打靶。

此装置的系统结构如图 2(a)所示，硬件［1］上采用了无线模块nRF905、细分器2M542、4*4矩阵键盘、激光笔和42步进电机搭建的二维云台。

本设计中选择四个按键控制步进电机上下左右移动，选择二个按键进行靶心校准和靶环距校准，选择二个按键进行图像采集和自动报靶，选择二个按键控制激光笔的打开和关闭。

在进行靶心校准时，将激光点打到靶心位置，MCU 控制摄像头识别激光点并记录下实际靶心位置的偏差值。

在进行靶环间的距离校准时，选择任意一个靶环，将激光点打到该靶环上，MCU控制摄像头识别激光点并记录下与显示屏上所画的靶环的比例系数。

校准完成后，便可将激光笔打到摄像头拍摄范围内任一位置，通过按键控制摄像头获取激光点的横纵坐标，根据记录的偏差值自动修改，再通过按键便可显示点的方位信息和环数信息。

基于LabVIEW的激光模拟射击自动报靶系统研究简介激光模拟射击自动报靶系统是一个功能强大的训练设备，可以用于远程训练和游戏娱乐等各种场合。

本文将介绍基于LabVIEW的激光模拟射击自动报靶系统，包括系统的设计和实现。

系统设计该系统由激光系统、图像处理系统和报靶系统组成。

激光系统激光系统主要用于模拟枪击，在系统中，我们使用一支激光笔作为枪支，激光笔可以在空气中发射明亮的激光束。

为了使得激光可以被系统检测到，我们需要在激光笔上安装一个反光板，并且在笔的后面安装一个光电二极管用于检测激光的反射。

图像处理系统图像处理系统是整个系统的核心部件，它可以实时检测激光的位置和靶标的位置，并计算出弹道的偏差。

图像处理系统使用计算机视觉技术，通过摄像头对靶标进行监测，当激光击中靶标时，计算机可以通过算法判断激光击中的位置，并将数据传送给报靶系统进行计分，并且根据被击中的位置和弹道偏差，调整反光板的位置。

报靶系统报靶系统是整个系统的输出部件，它可以将激光击中的位置进行计分和显示，通过这种方式可以进行极真实的模拟射击训练。

系统实现硬件设计系统的硬件设计包括激光笔、反光板、光电二极管、摄像头、计算机等必要硬件组件，其中计算机是整个系统的核心部件，它运行着LabVIEW程序，对图像处理和报靶系统进行控制。

软件设计系统的软件设计基于LabVIEW进行，主要分为三部分：图像处理程序图像处理程序是整个系统的核心部件，它可以对靶标进行实时检测，并计算激光的位置和弹道偏差，主要代码如下所示：``` LabVIEW // 图像处理程序 void ImageProcessing() { while(!stop) { // 获取摄像头图像 Mat image; cap >> image;// 转换为灰度图像cvtColor(image, grayImage, COLOR_BGR2GRAY);// 进行边缘检测，并进行霍夫变换Canny(grayImage, edge, 50, 200, 3);vector<Vec2f> lines;HoughLines(edge, lines, 1, CV_PI / 180, 50, 0, 0);bool flag = false;double minDist = 99999999;Point2f minimumPoint;// 判断是否检测到激光for (size_t i = 0; i < lines.size(); i++){float rho = lines[i][0], theta = lines[i][1];Point pt1, pt2;double a = cos(theta), b = sin(theta);double x0 = a * rho, y0 = b * rho;pt1.x = cvRound(x0 + 1000 * (-b));pt1.y = cvRound(y0 + 1000 * (a));pt2.x = cvRound(x0 - 1000 * (-b));pt2.y = cvRound(y0 - 1000 * (a));double dist = getDistance(pt1, pt2);if (dist < 20 && dist < minDist){flag = true;minDist = dist;minimumPoint = Point2f(pt1.x, pt1.y);}}// 如果检测到了激光就进行处理if (flag){// 计算反光板的位置double pos = (minimumPoint.x - getWidth() / 2) / getPixelPerDeg ree();// 发送反光板位置信息给控制程序SendData(\。

E题：激光枪自动射击设置方案
小组人员：
小组分工：
软件编程、程序调式、全部装置组装调试
硬件设计、硬件调试、全部装置组装调试
设计报告、全部装置组装调试
总体设计方案：
设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。

该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，
原理图如右图所示：
一、硬件部分：
1. 激光枪及支架部分设计思想：
使用两个步进电机组成一个可实现在指向胸环靶方向的大于30度的锥形空间内转动的带动激光枪转动的活动装置，其中，由顶部的步进电机控制激光笔垂直方向的位置调节，底部的步进电机控制激光笔水平方向的位置调节，活动装置最终控制由摄像头采集数据单片机分析软件控制。

激光枪可由激光笔代替，安装在活动装置控制的转盘上，位置由上面的活动装置带动控制。

支架采用相机式支架。

2. 摄像头设计思想：摄像头固定在距离胸环靶一定位置处，采集激光笔打在胸环靶上的位置信息，送由单片机处理。

3. 显示靶数：由12864液晶屏显示。

4. 胸环靶：由美术纸直接画制。

二、软件部分：
单片机处理由摄像头采集回来的激光笔位置信息，并发出指令控制步进电机转动，确定激光笔的正确移动方向及正确停止位置。

三、元器件清单：
1. 两个28BYJ_48步进电机及其驱动
2. 摄像头
3. Msp430g2553单片机
4. 激光笔
5. 相机支架
6. 美术用纸
7. 12864液晶显示一个
8.3
3 点阵一个
9. 蜂鸣器等。

1 引言1.1 课题研究背景及发展方向在军队射击训练和各种体育射击比赛中，示靶、检靶、报靶和成绩的记录统计，是训练和比赛过程中的主要保障工作。

目前，这些保障工作大部分还是依靠人工来完成的。

人工报靶有着工作量大、效率低、安全性差的特点。

想要提高射击比赛或训练中报靶的效率，最主要是要解决自动报靶的问题[1]。

因此，设计制作并采用安全有效的自动报靶系统具有重要的现实意义也是迫切的现实需求。

当今较为先进的报靶系统包括光电坐标靶、图像处理坐标靶、CCD线阵靶、声电坐标靶、光纤编码坐标靶刚、双电极短路坐标靶等[2][3]。

但以上这些方法也存在着各自的不足：有的技术过于复杂、有的不能用于野外实弹射击报靶、有的成本过高、有的着弹实报率较低、不适用于连发射击训练等缺点。

目前应用较多的还有红外光电定位测试、基于图像处理模板匹配法、基于声电坐标定位法、基于光纤编码定位法、广义Hough变换法(基于图像处理)、面阵CCD 精度靶等报靶系统，都是较有效的测试方法[3]。

近年来发展起来一种新型智能自动报靶系统，与传统的实弹射击准备工序繁琐且隐藏着极大的安全隐患比较，利用这种报靶系统开展的训练将会更安全高效。

这一智能自动报靶系统由主机、从机、靶面传感器三部分构成。

具有可对射击过程全程监控，并作数据处理、自动统计以及查询成绩等功能，还可对射手存在的问题作出分析，极大地提高了训练效率[4]。

可以预见，这种新型智能自动报靶系统将会在不远的将来取代传统自动报靶系统并向更加智能化、自动化、数字化方向发展，它将可能成为未来研制报靶系统的新趋势。

1.2 基于激光坐标定位法实现的自动报靶系统简介激光坐标定位法在一些资料中也称为光电坐标定位法，光电靶是由X、Y两个方向上的激光网络构成，如图l 所示。

图1.1 光电靶将普通靶纸置于激光网络之前并与之同轴，当子弹打破靶纸，并穿越激光网络时，会阻断相应位置处X和Y两个方向上的各一路激光，从而使接收装置(光敏管)开关状态发生变化[5][6]。

一种自动报靶系统的设计与实现传统的报靶主要依靠人工实现，存在精度不高、安全隐患较大及人力资源浪费的不足。

现在市场上一些自动报靶的产品中普片存在成本高、系统比较复杂，并且占用场地等缺陷，本文所设计的报靶系统是基于多靶多人同时射击时，射手和检查监控都能实时检测子弹是否击中靶子并实现自动报靶，系统能科学、精确、实时地测量射击的环数和方位，客观、公正地评价射击训练成绩，有效地指导射击训练，满足信息化建设和训练的急需。

1. 传感器的物理特性分析报靶系统由传感器(特制的头靶、胸靶、胸环靶、身靶)进行数据采集。

准确检测到击中靶子的信号是实现自动报靶的关键，本系统的报靶传感器是一特制的靶子，它的两面各有一层导电橡胶(或其它导电的软材料)，反面导电橡胶接地线，正面的一层按胸环靶样式用绝缘材料分隔成不同的环位和方位区域，并在不同的区域分别引出信号线。

当子弹穿越靶子的瞬间，靶子两面的导电橡胶层接通，此时在相应区域的信号线上即可产生接地的脉冲信号，靶的8个环位和8个方位一共16种脉冲信号并行输出。

胸靶结构示意图如图1所示。

设靶子厚度为0.02 m，弹速为400m/s．则输出的接地脉冲宽度小于50us。

为了能准确检测，则必须对这些脉冲信号进行整形和展宽前期信号的处理，用CPLD技术对数据采集和处理的实现，较常规的数据处理相比，产品信号处理更准确，使用器件减少，抗干扰性也将大大提高，同时使用方便和降低产品造价，数据采集板还实现从并行到串行的转换。

2. 系统结构设计整个系统由数据采集模块、前期信号预处理模块、通信模块、数据处理和输入输出模块。

系统结构框图如图2所示。

数据处理模块包括单片机为核心的上位机和以Delphi为基础开发的一个PC机监控终端。

系统可以同时进行12名射手射击，单片机上位机为每个射手显示实时成绩，PC机监控终端则可以实时显示所有射手的成绩，用于对射击的检查监控。

数据采集由特制的信号靶传感器采集；前期信号预处理采用大规模数字集成电路CPLD设计，把前几个单元电路集成在一个顶层电路，将其所实现功能写入一片CPLD芯片中，减少了电路空间，提高了总体可靠性；通信模块由微功率无线数传模块ZT—TR43U组成，具有低功耗、高可靠性、传输性能优良等特点，同时它还具备USB接口的方式，与PC机进行良好的通信；输入输出模块由键盘、液晶模块和PC机等组成。

激光自动报靶系统激光自动报靶系统类别：激光器件本电路图所用到的元器件：UM3758-108A NDR315 4072 UM3758-R289C51 在练习者的枪上安装激光发射器，同时对靶面进行改造，其上布满光敏二极管构成的点矩阵，以使发出的激光射到靶面的光敏管上，经光电转换电路变为电信号，并由无线发射电路发送出去。

在接收端的无线接收电路收到信号后，根据信号对应的二进制数值换算成射手的成绩并显示出来。

工作原理具体电路如下： (1)光电转换电路 600) {i=this.width; j=this.height;this.width=600; this.height=j/i*600;}" border=0 将运算放大器用作比较器，只要有激光照到光敏管上，光敏管电阻变小，运放V-电位低于V+电位，故输出端为高电平。

对于50cm×50cm的胸环靶，为保证激光光斑射到靶上，并落到一光敏管上，应根据光斑大小布置两光敏管的距离，同时考虑报靶的精度小于光敏管的密度，可将多个光敏管作为一个报靶信号点。

VD01、VD02两光敏管对应实际靶上的不同点，不管激光射到VD1或VD2，输出端均为高电平。

但作为显示成绩它们是同一信号点。

(2)发射电路 600) {i=this.width;j=this.height; this.width=600; this.height=j/i*600;}" border=0 该电路的核心芯片为UM3758-108A，它是一块收发两用单片编解码集成芯片，引脚T／R接高电平为编码发送，接低电平为接收译码。

选用它是因为恰好有8位数据线，可一次完成编码传送。

数据经UM3758并一串转换后再由无线发射模块NDR315发射出去。

为降低功耗，当未发射激光或未打中靶时，无线发射模块无电不工作；故将编码后的4行(或列)信号送人一4输入或门，只要击中靶面，行或列均至少有一位为高电平(第一行，第一列不设光敏管)，或门的输出端就为高电平，使三极管9014饱和导通，无线发射模块得电工作。

基于 LabVIEW 的激光模拟射击自动报靶系统研究魏义虎;陈雷【摘要】To improve the target⁃scoring indication precision of laser simulation shooting,and reduce the acquisition diffi⁃culty of hitting coordinate position,the target surface with regular hexagon sensors arrayis adopted. The sensor group of each row and line are output respectively in parallel. The coordinates of hitting points are determined by acquiring Boole array of row and line inswitching value input mode. The coordinate information is transmitted through serial port communication in wireless. The hitting location and number are displayed with polar coordinates. The program is compiled with LabVIEW. The experimental results show thatthis method is simple and effective,and achieved the design requirements.%为提高激光模拟射击的报靶指示精度，降低命中位置坐标的采集难度，采用传感器正六边形分布阵列靶面，各行、列传感器组分别并联输出，以开关量输入方式采集行与列布尔数组来确定命中点坐标，通过串口通信无线传送坐标信息，以极坐标显示命中位置和环数，程序采用 LabVIEW 编写。

自动报靶系统设计与实现摘要：文章结合惠更斯原理的子波思想提出一种超声传感器报靶系统，当子弹穿过靶标时，弹头波在其脉冲压力作用下通过空气介质向四周传播，直至遇上微孔管，部分激波通过微孔管到达传感器。

接收信号采用无线传输模块，通过解析各个传感器的时差值来计算弹丸位置，以此实现弹着点自动报靶的系统。

本系统对射击瞄准点指示物无特定要求，结构简单、定位精度高、不受外界环境影响，通过孔式传感器和幕布的方式解决多位无干扰和连发的问题。

引言为了更好、更高效地训练枪械持有者的射击技能，解决传统训练设备技术落后、效率低等问题，更好地适应高效、通用、科学的训练形势，发展与之相适应的新的现代化训练设备迫在眉睫。

现有大多数自动报靶定位装置的靶标皆为有形靶标。

多数采用封闭式声空腔结构，采用前后封闭靶板，对前后封闭靶板受弹数有一定的技术要求，1cm2多者8发、少者4发前后靶板就要修补。

因而靶标的使用寿命低，更换修补次数多。

另外，现有技术中的定位方法是利用弹丸的弹头波到达靶面上的不同传感器所产生的时间差，确定弹丸在靶面上的坐标。

虽能较好解决弹丸精确定位，但是不能解决连发问题。

因此，现有的声电定位装置存在以上缺陷，而且适用范围也有一定的局限性。

针对现有技术的上述不足，提出一种敞开形超声传感器的报靶系统，其结构简单、体积小、重量轻、无耗材并且野外布设、便携、射击瞄准指示物材料无特定要求，定位精度高，能解决弹丸单、连发精确定位问题。

是一种能很好适用于野外实弹连发射击训练、演习、战场杀伤破坏评估中弹丸定位及自动报靶的声电定位装置。

1 声电定位原理声电定位的主要优点在于测量精度高，工作与光照条件无关，可以全天候工作。

对装于“口”型布阵靶框内侧的声学传感器来说，枪械类型和射击距离不同，其探测到的传感器信号不同，波形也会有所不同。

在一个矩形木质框架上装入若干个声电传感器，当弹头从框架内穿过时，冲击框架内的空气使之产生扰动，形成一个冲击波向周围扩散(弹头穿过点即为波源)，离波源最近的传感器最先捕捉到该波，启动检靶仪开始计时，其余各传感器依次接收到该波，这样就获得若干个时间差，通过这些时间差及弹头速度(波速)，进行运算处理，就可以确定波源位置，即弹头穿过位置。