飞碟射击模拟训练技术及系统研究

发布时间：2017-08-03 15:02

  本文关键词：飞碟射击模拟训练技术及系统研究

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【摘要】：飞碟射击是历届奥运会、世界锦标赛、亚运会以及亚洲射击锦标赛的主要竞赛项目。近几年我国飞碟射击项目的总体竞技水平已经取得了长足的进步，，但过去多以定性训练为主，尤其是运动员在进行空枪射击练习时往往比较枯燥且缺乏瞄准目标，不能实时有效的考量训练效果，已无法满足高水平运动员的训练需要。若要进一步提高运动员的竞技水平需要对该项运动进行一些深入的定量研究，让教练员与运动员更准确的掌握其中一些特点和规律性的东西来指导训练实践，故需要一套辅助训练系统来帮助教练员监测并分析运动员的训练情况。 本文针对运动员空枪练习中存在问题提出一种飞碟射击模拟训练系统设计与实现方法，该系统可模拟真实飞碟射击比赛场景、重现比赛标准抛靶方案，能够为教练员与运动员提供了射击结果、弹着点位置、以及射击过程中枪体的运动状态变化情况等数据。 系统所要解决的关键问题有：分析飞碟射击项目的特点及功能需求确定了系统的需求并设计了系统的总体结构；采用虚拟现实技术根据北京飞碟射击场景及可能会遇到的天气情况建立个性化模拟射击环境，并根据碟靶飞行过程中受力情况及国际射联规定的比赛规则在模拟场景中重现了抛靶方案；采用计算机视觉及图像处理技术实现射击结果的判定；采用MPU6050运动传感器设计并实现的枪体运动参数获取模块；完成基于MFC的模拟场景参数设定系统及数据管理系统的设计与实现。 目前系统已经交付于国家队使用测试，通过多次试用验证本系统机构设计合理，操作简单，可满足多样化射击训练要求，同时降低了训练成本，可为教练员提供量化、可靠的数据用于提高训练效率及质量，对于奥运会备战任务有一定帮助。
【关键词】：飞碟射击 模拟训练 计算机视觉 虚拟现实 MPU6050
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G871.3;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 飞碟射击辅助训练研究现状11-12
• 1.2.2 模拟训练系统研究现状12-14
• 1.3 论文研究内容及安排14-16
• 1.3.1 本文主要研究内容14-15
• 1.3.2 本文章节安排15-16
• 第二章 飞碟射击模拟训练系统总体结构16-30
• 2.1 系统需求分析16-19
• 2.1.1 飞碟射击项目简介16-17
• 2.1.2 系统需求描述17-18
• 2.1.3 主要功能及设计要求18-19
• 2.2 高层体系结构模型仿真框架概述19-23
• 2.2.1 高层体系结构19-20
• 2.2.2 高层体系结构的组成20-21
• 2.2.3 HLA 的框架和规则21-23
• 2.3 系统总体结构23-26
• 2.3.1 系统总体框架23-24
• 2.3.2 系统布局24-25
• 2.3.3 系统工作流程25-26
• 2.4 拟采用的关键技术26-29
• 2.4.1 虚拟现实技术26-27
• 2.4.2 无线传感器网络技术27-28
• 2.4.3 计算机视觉技术28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 系统硬件设计30-48
• 3.1 控制中心外接模块30-38
• 3.1.1 控制中心外接模块主要芯片介绍30-36
• 3.1.2 控制中心外接模块主要电路设计36-38
• 3.2 无线枪体姿态参数获取模块38-41
• 3.2.1 MPU6050 介绍38-40
• 3.2.2 MPU6050 电路设计40-41
• 3.3 无线激光模块41-44
• 3.3.1 选用激光头介绍42-43
• 3.3.2 激光头电路图43-44
• 3.4 无线扳机状态检测模块44-47
• 3.4.1 芯片介绍44-46
• 3.4.2 电路设计46-47
• 3.5 计算机视觉模块47
• 3.6 3D 模拟射击场景模块47
• 3.7 本章小结47-48
• 第四章 系统软件设计48-60
• 4.1 软件总体设计48-50
• 4.2 上位机部分50-55
• 4.2.1 计算机视觉50-51
• 4.2.2 3D 模拟射击场景51-55
• 4.3 嵌入式部分55-58
• 4.3.1 无线枪体姿态参数获取模块55-56
• 4.3.2 无线扳机状态检测模块56-57
• 4.3.3 无线激光模块57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 调试与数据分析60-66
• 5.1 调试与功能验证60-61
• 5.2 实际测试与数据分析61-64
• 5.3 本章小结64-66
• 第六章 工作总结与展望66-68
• 6.1 工作总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果72-74
• 致谢74-75

【参考文献】

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本文编号：614915