一种射击交互系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种射击交互系统及方法，通过投影机把计算机中的训练场景投到屏幕上，采用摄像机把投影图像采集到计算机中，由计算机中的命中点分析算法对激光枪在屏幕的激光定位进行分析和处理，快速精准地计算出命中点在投影屏幕上相对于投影图像的准确位置，以此解决了激光枪晃动误差问题。同时，本发明专利技术实施例的摄像机和投影机均集成在航空箱内，相对位置固定，避免了投影图像和摄像图像因安装位置问题而生成不必要的偏差，提高校正精度。

A Shooting Interactive System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种射击交互系统及方法
本专利技术涉及模拟射击训练领域，尤其涉及一种射击交互系统及方法。
技术介绍
现有技术中实弹打靶是一项既要耗费大量实弹物资又要承担巨大风险的事情，由于靶场建设需要比较宽阔的场地，场地要求也非常高，实弹射击练习必须规定在正规的靶场；并且打靶过程中通常会有飞弹出现，带来极大的安全隐患。所以，目前军警系统多采用交互式投影系统进行模拟射击训练。现有的交互式投影系统主要包括红外摄像头、投影机和计算机，投影机将计算机输出地视频信号投影到屏幕上去，交互系统中的屏幕定位一般采用激光笔，通过激光笔投射，经红外摄像头检测，实现弹点的识别。在训练中把激光笔外壳做成枪支形状，称之为激光枪。而现有的激光枪投射容易定位不准，晃动易出现误差。因此，现有技术还有待进一步改进。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种射击交互系统及方法，解决激光枪晃动易产生误差的技术问题。本专利技术实施例一方面提供一种射击交互系统，所述系统包括激光枪、投影屏幕、投影机、摄像机和计算机主机，其中，所述激光枪用于产生激光束并汇聚成光斑投射在所述投影屏幕上；所述光斑为所述激光枪在投影屏幕上的命中点；所述投影机用于将所述计算机主机中的训练场景投影到所述投影屏幕上；所述投影屏幕用于显示所述投影机所投射的训练场景；所述训练场景为栅格化的投影图像；所述摄像机用于在投影屏幕上采集包含所述命中点的摄像图像，并将所述摄像图像传输给所述计算机主机；所述计算机主机用于根据预先建立的拓扑栅格映射关系，将所述摄像图像与所述投影图像进行栅格化映射比对，对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。可选地，所述计算机主机还包括位置数据采集模块和拓扑分析模块，其中，所述数据采集模块用于预先采集采样图像中每个栅格端点的位置数据；所述采样图像由对预先投影到所述投影屏幕的栅格样本图像摄像而成；所述拓扑分析模块用于分析每个栅格端点对应在样本图像和采样图像之中的位置数据，建立样本图像和采样图像之间非线性的拓扑栅格映射关系。可选地，所述计算机主机还包括解算模块，用于根据命中点在所述投影屏幕中的坐标信息，并依据所述拓扑栅格映射关系对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行摄像晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。可选地，所述计算机主机还包括交互训练模块，所述交互训练模块基于Unity3D平台并集成有多种模拟训练单元，包含基础精度射击训练单元、应用进阶训练单元和情景模拟训练单元，各模拟训练单元包含相应的交互训练场景。可选地，所述激光枪内置有电触发机械振动机构。可选地，所述射击交互系统中的投影机、摄像机和计算机主机内置于航空箱内。本专利技术实施例另一方面提供一种射击交互方法，包括步骤：通过投影机将计算机主机中的训练场景投影到所述投影屏幕上；通过激光枪产生激光束并汇聚成光斑投射在所述投影屏幕上；所述光斑为所述激光枪在投影屏幕上的命中点；通过摄像机在投影屏幕上采集包含所述命中点的摄像图像，并将所述摄像图像传输给计算机主机；通过所述计算机主机根据预先建立的拓扑栅格映射关系，将所述摄像图像与所述投影图像进行栅格化映射比对，对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。可选地，所述计算机主机预先建立的拓扑栅格映射关系的步骤包括：预先由投影机将栅格样本图像投影到所述投影屏幕；通过摄像机对投影到所述投影屏幕的样本图像进行摄像，生成采样图像；采集采样图像中每个栅格端点的位置数据；分析每个栅格端点对应在样本图像和采样图像之中的位置数据，建立样本图像和采样图像之间非线性的拓扑栅格映射关系。可选地，根据命中点在所述投影屏幕中的坐标信息，并依据所述拓扑栅格映射关系对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行摄像晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。本专利技术实施例提供的技术方案中，通过投影机把计算机中的训练场景投到屏幕上，采用摄像机把投影图像采集到计算机中，由计算机中的命中点分析算法对激光枪在屏幕的激光定位进行分析和处理，快速精准地计算出命中点在投影屏幕上相对于投影图像的准确位置，以此解决了激光枪晃动误差问题。同时，本专利技术实施例的摄像机和投影机均集成在航空箱内，相对位置固定，避免了投影图像和摄像图像因安装位置问题而生成不必要的偏差，提高校正精度。附图说明图1为本专利技术实施例中射击交互系统的系统组成框架示意图。图2为图1中计算机主机的系统组成框图。图3为本专利技术实施例中航空箱的整机结构示意图。图4为本专利技术实施例中航空箱的整机爆炸结构示意图。图5为本专利技术实施例中航空箱的使用状态图。图6为本专利技术实施例中航空箱的俯视图。图7为本专利技术实施例中射击交互方法的流程图。图8为图7中计算机主机建立拓扑栅格映射关系的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例中射击交互系统一个实施例，该系统包括激光枪101、投影屏幕102、投影机5、摄像机4和计算机主机6，其中，激光枪101用于产生激光束并汇聚成光斑投射在投影屏幕102上，该光斑即为激光枪101在投影屏幕102上的命中点。投影机5用于将计算机主机6中的训练场景投影到投影屏幕102上。投影屏幕102用于显示投影机5投射的训练场景，该训练场景为栅格化的投影图像。摄像机4用于在投影屏幕102上采集包含激光枪101命中点的摄像图像，并将该摄像图像传输给计算机主机6。计算机主机6用于根据预先建立的拓扑栅格映射关系，将摄像图像与投影图像进行栅格化映射比对，对该命中点在摄像图像中的位置进行摄像晃动校正，解算出该命中点在投影屏幕上相对于该投影图像的准确位置。具体地，本专利技术实施例的计算机主机6作为本系统的数据处理单元，不仅要进行投影和摄像的调用控制，还需要处理期间的各种数据。而为了完成射击交互，本专利技术实施例的计算机主机具体包括位置数据采集模块61和拓扑分析模块62，如图2所示，该数据采集模块61用于预先采集采样图像中每个栅格端点的位置数据，该采样图像由对预先投影到该投影屏幕的栅格样本图像摄像而成。而拓扑分析模块62用于分析每个栅格端点对应在样本图像和采样图像之中的位置数据，建立样本图像和采样图像之间非线性的拓扑栅格映射关系。通过该拓扑栅格映射关系，计算机主机可以对命中点进行摄像晃动校正。本实施例的拓扑栅格映射关系的建立，既可以直接内置于系统内，无需重复调整，每次使用均采用该拓扑栅格映射关系进行命中点校正。当然，该拓扑栅格映射关系也可以在每次开启启动阶段进行，每次开机后即进入系统调试阶段，计算机主机会向投影机反馈包含栅格化样本图像的训练场景，并通过投影仪投射到投影屏幕上，摄像机会实时采集已投射到投影屏幕的样本图像，作为采样图样，发送给计算机主机，计算机主机的位置数据采集模块开始采集采样图像中每个栅格端点的位置数据，然后由分析每个栅格端点对应在样本图像和采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射击交互系统，其特征在于，所述系统包括激光枪、投影屏幕、投影机、摄像机和计算机主机，其中，所述激光枪用于产生激光束并汇聚成光斑投射在所述投影屏幕上；所述光斑为所述激光枪在投影屏幕上的命中点；所述投影机用于将所述计算机主机中的训练场景投影到所述投影屏幕上；所述投影屏幕用于显示所述投影机所投射的训练场景；所述训练场景为栅格化的投影图像；所述摄像机用于在投影屏幕上采集包含所述命中点的摄像图像，并将所述摄像图像传输给所述计算机主机；所述计算机主机用于根据预先建立的拓扑栅格映射关系，将所述摄像图像与所述投影图像进行栅格化映射比对，对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。

【技术特征摘要】
1.一种射击交互系统，其特征在于，所述系统包括激光枪、投影屏幕、投影机、摄像机和计算机主机，其中，所述激光枪用于产生激光束并汇聚成光斑投射在所述投影屏幕上；所述光斑为所述激光枪在投影屏幕上的命中点；所述投影机用于将所述计算机主机中的训练场景投影到所述投影屏幕上；所述投影屏幕用于显示所述投影机所投射的训练场景；所述训练场景为栅格化的投影图像；所述摄像机用于在投影屏幕上采集包含所述命中点的摄像图像，并将所述摄像图像传输给所述计算机主机；所述计算机主机用于根据预先建立的拓扑栅格映射关系，将所述摄像图像与所述投影图像进行栅格化映射比对，对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。2.根据权利要求1所述的射击交互系统，其特征在于，所述计算机主机还包括位置数据采集模块和拓扑分析模块，其中，所述数据采集模块用于预先采集采样图像中每个栅格端点的位置数据；所述采样图像由对预先投影到所述投影屏幕的栅格样本图像摄像而成；所述拓扑分析模块用于分析每个栅格端点对应在样本图像和采样图像之中的位置数据，建立样本图像和采样图像之间非线性的拓扑栅格映射关系。3.根据权利要求2所述的射击交互系统，其特征在于，所述计算机主机还包括解算模块，用于根据命中点在所述投影屏幕中的坐标信息，并依据所述拓扑栅格映射关系对所述命中点在所述摄像图像中的位置进行摄像晃动校正，解算出所述命中点在所述投影屏幕上相对于所述投影图像的准确位置。4.根据权利要求1所述的射击交互系统，其特征在于，所述计算机主机还包括交互训练模块，所述交互训练模块基于Unity3D平台并集成有多种模拟训练单元，包含基础精度射击训练单元、应用进阶训练单元和情景模拟训练单元，各模拟训练单元包含相应的交互训...

【专利技术属性】
技术研发人员：江志添，江利峰，江颖君，
申请(专利权)人：深圳弘江军科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44