利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的系统技术方案

一种利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的系统，其特征在于：它主要由光学望远镜筒、微型摄像机、无线发射装置、无线接收装置、专用电脑和电源构成；　　　　所述光学望远镜筒安装在所述微型摄像机镜头的前面；　　　　所述微型摄像机通过安装架紧固在枪管上，该微型摄像机带有一无线发射装置；　　　　所述无线接收装置通过天线接收所述无线发射装置发射的图像，并将数据通过标准的串行口传输至所述专用电脑；　　　　所述专用电脑内存储有图像处理程序，可将接收到的图像数据进行处理，并在显示器上绘制出运动员从瞄准到击发的整个过程中瞄准点在靶面上的移动轨迹，在拍摄到弹孔照片后标注出最后的弹着点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种利用微型电视摄像机拍摄、记录运动员瞄准过程、获取运动员瞄准点轨迹的系统。
技术介绍
在射击、射箭运动项目中，为尽快提高运动员的训练成绩，教练员迫切地希望能够全面掌握运动员从瞄准到击发整个过程中的技术动作，以便发现问题、解决问题、提高成绩。 为了监测运动员从瞄准到击发全过程中瞄准点在靶面上的移动情况，条件好的训练队只能购买进口设备。目前进口设备中广泛使用的方法是在枪管上安装一个定向红外接收镜筒；在靶纸的四周安装多个运动员肉眼看不见的红外发光光标或红外反光光标，每个光标具有不同的发光规律；当运动员瞄准时，随着枪管的微小移动，安装在枪管上的红外接收镜筒就会接收到不同位置的红外光标发出的信号，通过电缆将信号送到专用电脑中进行分析。由于每个红外光标的发光规律不同，所以专用电脑可以根据收到的各个光标信号所占比例的不同，计算出带有红外接收镜筒的枪管指向的靶面位置，由此间接地描绘出运动员瞄准点在靶面上的移动轨迹。 这种记录方法的优点是可以准确、完整地记录运动员从瞄准到击发整个过程中瞄准点在靶面上的移动轨迹，评估运动员持枪的稳定性如何。但是，这种方法最大的缺点是它要求每次更换靶纸时，靶纸的中心必须与靶面四周红外光标指定的中心位置严格一致，否则，运动员就要重新校枪。例如，50米步枪靶的“10”环圆直径只有10毫米，如果报靶精度要求0.1环，安装靶纸时的偏离不能超过0.5毫米。这样一来，就给靶纸的更换提出了很高的要求，运动员感到非常的麻烦，浪费了他们很多宝贵的时间。对移动靶射击来说，很难安装红外光标。另外，由于红外接收镜筒是通过电缆将接收的光标信号传送到专用电脑中进行分析的，所以，就要在运动员的枪管上安装一根很长的电缆，运动员感到很不方便，且与实际比赛时用的枪在体积和重量方面都相差很远。
技术实现思路
鉴于上述原因，本专利技术的目的是提供一种利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的系统。 为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案一种利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的系统，其特征在于它主要由光学望远镜筒、微型摄像机、无线发射装置、无线接收装置、专用电脑和电源构成；所述光学望远镜筒安装在所述微型摄像机镜头的前面；所述微型摄像机通过安装架紧固在枪管上，该微型摄像机带有一无线发射装置；所述无线接收装置通过天线接收所述无线发射装置发射的图像，并将数据通过标准的串行口传输至所述专用电脑；所述专用电脑内存储有图像处理程序，可将接收到的图像数据进行处理，并在显示器上绘制出运动员从瞄准到击发的整个过程中瞄准点在靶面上的移动轨迹，在拍摄到弹孔照片后标注出最后的弹着点。 一种利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的方法第一步利用微型电视摄像机拍摄靶面的图像；并将拍摄到的图像传送至专用电脑中；第二步专用电脑执行其内部的图像处理程序，将拍摄到的图像滤波，得到一个实心的黑色靶圆；第三步将滤波后的靶圆图片中各像素的亮度反转为黑度，并进行二值化处理；第四步计算靶圆图片的X、Y轴黑度分布曲线，以及靶心坐标；将滤波后的靶圆图片中各像素的黑度按行和按列分别相加，得到行、列两个方向具有简单特征的黑度分布曲线；曲线X、Y轴的最大值是靶圆直径，靶圆直径中心点的坐标是靶心相对瞄准点的坐标)；第五步根据靶心的坐标反推出该幅图像对应的瞄准点坐标；第六步重复第一至第六步，计算下一幅图像瞄准点的坐标；第七步将计算出的各幅图像的瞄准点连续地标示在一个靶面图案内，得到完整的瞄准点轨迹图。 本专利技术可准确地记录运动员在整个瞄准过程中瞄准点的运动轨迹和最后的弹着点，帮助教练员分析运动员的技术动作，使用简单、方便，该辅助训练系统对运动员的训练影响很小，而且对靶纸的更换无任何要求。 附图说明 图1为本专利技术利用微型电视摄像机描绘运动员瞄准点轨迹的系统结构图图2为本专利技术描绘运动员瞄准点轨迹的主程序框图图3为本专利技术曲线特征分析处理子程序框图图4为靶面图案举例(50米步枪靶) 图5为本专利技术实时拍摄并经低通滤波的靶圆图和它的黑度曲线图6为本专利技术描绘的运动员瞄准点轨迹图具体实施方式本专利技术的设计原理是在射击运动员的枪管上或射箭运动员的箭弓上安装一个微型电视摄像机，把枪管指向靶面的情况拍摄下来，然后，通过无线发射装置将拍摄的图像信号发射出去，再通过无线接收装置接收该信号，并把它传输至专用电脑中进行处理，描绘出瞄准点在靶面上的移动轨迹，并可将拍到的实际弹着点标注出来加以对照。教练员可实时监测瞄准过程，又可通过专用电脑绘制的运动员瞄准点的运动轨迹，分析运动员的技术动作。 如图1所示，本专利技术辅助训练系统主要由光学望远镜筒1、微型摄像机2、无线发射装置3、无线接收装置4、电脑5和电源6构成。 光学望远镜筒1安装在微型摄像机2的前面，其作用是将固定距离外的靶面7的图像成像在微型摄像机2的摄像工作区。微型摄像机2通过安装架8紧固在枪管9上。另外，在微型摄像机2上还带有一无线发射装置3。该无线发射装置3的作用是将微型摄像机2拍摄的图像以无线电波方式发射出去。无线接收装置4通过天线41接收该图像，并通过标准的串行口42(如USB2.0)将采集到的图像数据传输至专用电脑5中。电脑5执行其内部的图像处理程序将接收到的数据进行处理，并在显示器51上绘制出运动员从瞄准到击发的整个过程中瞄准点在靶面上的移动曲线(如图6所示)，并标注出最后的弹着点。 为便于教练员随时观察运动员的射击情况，本专利技术还在专用电脑显示器上显示微型摄像机拍摄的靶面图像52和瞄准点53，图像中心用“十”字线标示出运动员的瞄准点53，教练可由此监视靶面52与运动员瞄准点53的相对关系。 电源6主要是为微型摄像机2和无线发射装置3提供工作电源，它可以为高容量的锂电池，也可以由安装在枪底部的电池盒61通过电缆62为微型摄像机2和无线发射装置3提供电源。由于本专利技术的耗电电流只有50毫安左右，所以，用电池为整个系统供电即可。 本专利技术利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的方法是第一步利用微型电视摄像机拍摄靶面的图像；并将拍摄到的图像传送至专用电脑中；第二步专用电脑执行其内部的图像处理程序，将拍摄到的图像滤波，得到一个实心的黑色靶圆；第三步将滤波后的靶圆图片中各像素的亮度反转为黑度，并进行二值化处理；第四步计算靶圆图片的X、Y轴黑度分布曲线，以及靶心坐标；将滤波后的靶圆图片中各像素的黑度按行和按列分别相加，得到行、列两个方向具有简单特征的黑度分布曲线。分布曲线在两个方向(X轴、Y轴)的最大值是靶圆直径，靶圆直径中心点的坐标是靶心相对瞄准点的坐标。 第五步根据靶心的坐标反推出该幅图像瞄准点的坐标；第六步重复第一至第六步，计算下一幅图像瞄准点的坐标；第七步将计算出的各幅图像的瞄准点连续地标示在一个靶面图案内，得到完整的瞄准点轨迹图(如图6所示)。 图2为存储在专用电脑5中用来描绘运动员瞄准点轨迹的图像处理程序框图。 以射击运动使用的50米步枪靶(见图4)为例说明描绘瞄准点轨迹的方法。 第一步利用微型电视摄像机拍摄靶面的图像；并将拍摄到的图像传送至专用电脑中。 第二步专用电脑执行其内部的图像处理程序，将拍摄到的图像滤波，得到一个实心的黑色靶圆。 以图4表示的50米步枪靶为例。靶面图案3.6环以内的区域为黑色，上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的系统，其特征在于它主要由光学望远镜筒、微型摄像机、无线发射装置、无线接收装置、专用电脑和电源构成；所述光学望远镜筒安装在所述微型摄像机镜头的前面；所述微型摄像机通过安装架紧固在枪管上，该微型摄像机带有一无线发射装置；所述无线接收装置通过天线接收所述无线发射装置发射的图像，并将数据通过标准的串行口传输至所述专用电脑；所述专用电脑内存储有图像处理程序，可将接收到的图像数据进行处理，并在显示器上绘制出运动员从瞄准到击发的整个过程中瞄准点在靶面上的移动轨迹，在拍摄到弹孔照片后标注出最后的弹着点。2.一种利用微型电视摄像机获取运动员瞄准点轨迹的方法第一步利用微型电视摄像机拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斐力，蒋南锋，
申请(专利权)人：北京市海淀太阳计算机技术公司，
类型：发明
国别省市：