基于图像处理技术的自动报靶系统

发布时间：2020-07-03 05:49

【摘要】：目前部队实弹射击训练主要采用人工报靶，报靶效率低，又存在安全隐患。为克服人工报靶的不足和满足军事训练现代化要求，提高部队射击水平，设计并实现准确性高、实用性强、应用成本低的自动报靶系统具有重要意义。本文以胸环靶图像为研究对象，以数字图像处理技术为理论基础，采用更精确的靶图像处理算法，开发一套基于图像处理技术的自动报靶系统。为了实现上述目的，本文主要进行了以下几个方面的研究：①研究国内外自动报靶系统的发展动态，确定自动报靶系统的研究方案和内容。②研究靶图像几何校正算法，为了校正靶图像几何畸变，利用二次多项式对靶图像进行空间坐标变换，利用三次内插法对变换后靶图像进行灰度插值。③研究靶位初始信息提取算法，通过反相8邻点Laplacian边缘检测算子、感兴趣区域和最小二乘法圆拟合求靶位中心和靶环半径，利用最大类间方差法、数学形态学处理和种子填充算法提取靶面有效区域。④研究弹孔识别和环值判定算法，利用最大熵自动阀值法、数学形态学开运算、改进八连通域等价标记算法和颗粒分析识别靶图像上所有弹孔，并获取弹孔区域信息，接着提出了利用连通区域最小面积外接矩形识别重叠弹孔的方法。最后提出了靶图像上只有一个弹孔和有多个弹孔时的环值判定方法。⑤研究和实现基于图像处理技术的自动报靶系统，首先进行系统需求分析，制定系统总体设计方案，接着为系统配置硬件，选择NI智能相机做为图像采集硬件，最后开发功能完善的系统软件。为了对本文开发的自动报靶系统进行测试，利用它进行实弹射击训练报靶，并对靶位初始信息提取结果和报靶结果进行分析。分析结果表明系统报靶准确率较高，基本满足部队实弹射击训练报靶要求。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：E251;TP391.41
【图文】：

胸环,靶图

因此，研究基于胸环靶的自动报靶系统最具有实际意义。所以本文以胸环靶为研究对象进行报靶算法分析。含有弹着点的胸环靶灰度图像如图1.2所示。图1.2 胸环靶图Fig. 1.2 Chest silhouette diagram从图中可以看出，物理靶上有 6、7、8、9、10 共五种环数，除 10 环区域外，五条靶环线间区域间隔相同。靶图像被分成了两部分，一部分是灰白色背景区域和 6 环与 7 环中白色区域，本文称这部分区域为背景区域，当子弹击中这部分区域时，判定射击成绩为 0 环；另一部分共包含深色靶环线区域、白色靶环线和 10环灰白色靶心区域，本文称这一部分区域为靶面有效区域，若子弹击?

灰度直方图,胸环,靶图,灰度直方图

图 1.2 所示胸环靶图像的灰度直方图如图 1.3 所示。图1.3 胸环靶图灰度直方图Fig. 1.3 Gradation histogram of chest silhouette对该直方图进行分析，发现像素灰度主要分布在两个区域内，设其含有右边峰周围灰度级数的区域为亮区域，含有左边峰周围灰度级数的区域为暗区域。结合胸环靶灰度图像可知，背景区域灰度值很高，为亮区域，而靶面有效区域被分成了两种灰度区域，一种是由 10 环靶心区域、靶环线和除数字 10 外的 8 个数字区域组成的高灰度值亮区域，但这部分区域只占整个靶面有效区域的很小一部分；剩下的大部分区域，灰度值较低，为暗区域，因此，可以认为靶面有效区域与背景区域灰度值差别较大，本文后续将利用该特点提取靶面有效区域。另外，从图1.3 中发现

【引证文献】