【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于军用武器智能瞄准，特别是涉及到一种用于昼间和夜间观察、自动识别跟踪、智能测距、自动感知环境参数和自动生成瞄准点提前量并可实现隐蔽射击的人工智能微光瞄准系统及方法。
技术介绍
1、随着人工智能技术的高速发展，引领昼夜作战模式的不断变化。军用武器逐步向智能化发展。传统的瞄准系统一般由瞄具提供目标图像士兵托腮直瞄，士兵观察图像后依据个人经验主观判断目标类别、根据作战经验或测距机进行目标距离估算和确定、根据密位分化射表瞄准目标进行射击。这种瞄准系统，受限于士兵训练经验和临场身体状态等主观因素，目标瞄准命中率存在较大的不确定性，瞄具托腮直瞄容易暴露目标和增大被命中的危险。
2、因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种人工智能微光瞄准系统及方法用于解决传统的瞄准系统依据个人经验主观瞄准和判断进行射击，不确定性强而且士兵托腮直瞄容易暴露目标的技术问题。
2、一种人工智能微光瞄准系统，包括微光镜头、低照度图像传感器、cpu、环境感知模块、姿态感知模块、供电模块、无线发射模块、武器连接座模块、功能按键和无线显示模块，所述武器连接座模块与武器固定连接；所述微光镜头与低照度图像传感器连接，微光镜头用于接收现场的可见光谱；所述低照度图像传感器用于实现昼间或夜间1×10-3lx低照度环境下的可见光信号采集；所述环境感知模块用于采集环境参数中的温度、气压以及海拔；所述用于姿态感知模块用于采集武器姿
3、所述功能按键选择包括开关键、上/下/左/右方向键、数字键、确定键、测瞄键。
4、所述姿态感知模块内包括采用六轴传感器和数据处理模块。
5、所述环境感知模块内包括温度气压传感器和数据处理模块,数据处理模块根据采集的气压值，通过气压海拔换算公式获得海拔值；所述环境参数还包括通过风速仪测得的风速值，风速值通过功能按键手动输入至核心解算模块。
6、所述核心解算模块包括自动识别模块、自动跟踪模块和智能测距模块；所述自动识别模块通过检测的环境参数进行自动识别目标；所述自动跟踪模块对选定的目标进行实时跟踪；所述智能测距模块对选定的目标进行实时测量距离。
7、一种人工智能微光瞄准方法，利用所述的一种人工智能微光瞄准系统，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行：
8、步骤一、在pc机上根据人工标记的样本库采用深度学习方法训练改进的yolov5模型网络，所述改进的yolov5模型网络使用大卷积模块替换掉focus模块，使其更适合嵌入式神经网络处理器npu推理运算；然后使用工具链转换改进的yolov5模型网络，并加载到一种人工智能微光瞄准系统的cpu上；
9、步骤二、长按功能按键开关键，系统开机，环境感知模块自动检测环境参数，微光镜头和低照度图像传感器采集低照度环境下的可见光视频信号，姿态感知模块检测武器的姿态数值；
10、步骤三、核心解算模块中自动识别模块的利用yolov5模型网络自动识别人员和车辆目标，距离视场中心最近的目标默认为被双框选定，单击功能按键的上/下/左/右方向键，切换视场内的预选定目标，单击功能按键的确定键选定目标；
11、步骤四、核心解算模块中的自动跟踪模块通过bytetrack跟踪算法实现目标的跟踪，获得视频中自动识别的人员和车辆目标的边界框和身份；
12、步骤五、核心解算模块中的智能测距模块利用智能测距算法对选定的目标进行实时测量距离，锁定目标并获得目标距离；
13、步骤六、单击功能按键的测瞄键，核心解算模块根据预设的弹种射表、环境参数、目标距离、武器姿态自动解算弹道，并生成压住目标的标记分划和瞄准点提前量即瞄准分划，通过无线发射模块在无线显示模块上显示；
14、步骤七、士兵通过观察无线显示模块上标记分划和瞄准分划重合时扣动扳机即可命中目标。
15、所述步骤一中在转换模型时将浮点运算转为8比特整数运算并且使用非对称浮点量化算法进行模型量化，保证模型的计算精度。
16、所述步骤四中获得视频中自动识别的人员和车辆目标的边界框和身份时，通过多对象跟踪(mot)方法获得多个对象的检测框、各检测框相应的检测分数以及各检测框的跟踪轨迹，通过设定阈值ⅰ将检测框按照检测分数分为高分检测框和低分检测框两组，并进行两次身份匹配，第一次使用高分检测框和之前获得的检测框跟踪轨迹进行身份匹配，第二次使用低分检测框和第一次没有匹配上高分检测框的跟踪轨迹进行身份匹配；
17、对于没有匹配上跟踪轨迹、得分又低于设定阈值ⅰ且高于设定阈值ⅱ的检测框，对其新建一个跟踪轨迹；
18、对于没有匹配上检测框的跟踪轨迹，保留n帧，在有检测框与该跟踪轨迹吻合时，再次进行匹配。
19、所述低分检测框采用bytetrack算法，通过关联每个没有匹配上高分检测框的跟踪轨迹来进行跟踪，所述低分检测框为利用其与跟踪轨迹的相似性进行恢复真实对象并过滤掉背景后的低分检测框。
20、所述智能测距算法为：根据小孔成像原理计算锁定目标的距离，并通过神经网络模型优化弥补测量误差，实现智能测距。
21、通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：
22、本专利技术采用自动识别算法、自动跟踪算法和智能测距算法等核心算法对目标进行智能识别、跟踪锁定。在无线显示模块上显示瞄准分划和标记分划重合时扣动扳机即可命中目标，不需要士兵通过个人经验选择射击时机，能够提高武器的首发命中率，降低人员训练积累和身体状况要求、减少个人主观因素对瞄准命中率的影响和增加瞄准安全性实现隐蔽瞄准。智能测距功能可减少评估目标距离对激光测距模块的依赖，降低产品重量。使用无线显示模块接收图像，人员可不采用托腮瞄准方式，隐蔽瞄准，降低被命中的风险。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：包括微光镜头(1)、低照度图像传感器(2)、CPU、环境感知模块(4)、姿态感知模块(5)、供电模块(6)、无线发射模块(7)、武器连接座模块(9)、功能按键(8)和无线显示模块(10)，所述武器连接座模块(9)与武器固定连接；所述微光镜头(1)与低照度图像传感器(2)连接，微光镜头(1)用于接收现场的可见光谱；所述低照度图像传感器(2)用于实现昼间或夜间1×10-3lx低照度环境下的可见光信号采集；所述环境感知模块(4)用于采集环境参数中的温度、气压以及海拔；所述用于姿态感知模块(5)用于采集武器姿态；所述CPU上设置有嵌入式神经网络处理器NPU，CPU作为系统的核心解算模块(3)，核心解算模块(3)分别与低照度图像传感器(2)、环境感知模块(4)、姿态感知模块(5)、供电模块(6)、无线发射模块(7)以及功能按键(8)连接，核心解算模块(3)通过功能按键(8)锁定目标，并对锁定的目标根据预设弹种射表、环境参数、目标距离、武器姿态自动解算弹道并生成标记分划和瞄准分划；所述无线发射模块(7)与无线显示模块(10)信号传输连接，无线发射模块(
2.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述功能按键(8)选择包括开关键、上/下/左/右方向键、数字键、确定键、测瞄键。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述姿态感知模块(5)内包括采用六轴传感器和数据处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述环境感知模块(4)内包括温度气压传感器和数据处理模块,数据处理模块根据采集的气压值，通过气压海拔换算公式获得海拔值；所述环境参数还包括通过风速仪测得的风速值，风速值通过功能按键(8)手动输入至核心解算模块(3)。
5.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述核心解算模块(3)包括自动识别模块、自动跟踪模块和智能测距模块；所述自动识别模块通过检测的环境参数进行自动识别目标；所述自动跟踪模块对选定的目标进行实时跟踪；所述智能测距模块对选定的目标进行实时测量距离。
6.一种人工智能微光瞄准方法，利用权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，
7.根据权利要求6所述的一种人工智能微光瞄准方法，其特征是：所述步骤一中在转换模型时将浮点运算转为8比特整数运算并且使用非对称浮点量化算法进行模型量化，保证模型的计算精度。
8.根据权利要求6所述的一种人工智能微光瞄准方法，其特征是：所述步骤四中获得视频中自动识别的人员和车辆目标的边界框和身份时，通过多对象跟踪(MOT)方法获得多个对象的检测框、各检测框相应的检测分数以及各检测框的跟踪轨迹，通过设定阈值Ⅰ将检测框按照检测分数分为高分检测框和低分检测框两组，并进行两次身份匹配，第一次使用高分检测框和之前获得的检测框跟踪轨迹进行身份匹配，第二次使用低分检测框和第一次没有匹配上高分检测框的跟踪轨迹进行身份匹配；
9.根据权利要求8所述的一种人工智能微光瞄准方法，其特征是：所述低分检测框采用Bytetrack算法，通过关联每个没有匹配上高分检测框的跟踪轨迹来进行跟踪，所述低分检测框为利用其与跟踪轨迹的相似性进行恢复真实对象并过滤掉背景后的低分检测框。
10.根据权利要求6所述的一种人工智能微光瞄准方法，其特征是：所述智能测距算法为：根据小孔成像原理计算锁定目标的距离，并通过神经网络模型优化弥补测量误差，实现智能测距。
...【技术特征摘要】
1.一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：包括微光镜头(1)、低照度图像传感器(2)、cpu、环境感知模块(4)、姿态感知模块(5)、供电模块(6)、无线发射模块(7)、武器连接座模块(9)、功能按键(8)和无线显示模块(10)，所述武器连接座模块(9)与武器固定连接；所述微光镜头(1)与低照度图像传感器(2)连接，微光镜头(1)用于接收现场的可见光谱；所述低照度图像传感器(2)用于实现昼间或夜间1×10-3lx低照度环境下的可见光信号采集；所述环境感知模块(4)用于采集环境参数中的温度、气压以及海拔；所述用于姿态感知模块(5)用于采集武器姿态；所述cpu上设置有嵌入式神经网络处理器npu，cpu作为系统的核心解算模块(3)，核心解算模块(3)分别与低照度图像传感器(2)、环境感知模块(4)、姿态感知模块(5)、供电模块(6)、无线发射模块(7)以及功能按键(8)连接，核心解算模块(3)通过功能按键(8)锁定目标，并对锁定的目标根据预设弹种射表、环境参数、目标距离、武器姿态自动解算弹道并生成标记分划和瞄准分划；所述无线发射模块(7)与无线显示模块(10)信号传输连接，无线发射模块(7)用于将视频压缩图像通过无线信号发出给无线显示模块(10)；所述无线显示模块(10)用于将无线信号接收并解码显示，士兵在显示的图像中标记分划和瞄准分划重合时扣动扳机完成射击。
2.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述功能按键(8)选择包括开关键、上/下/左/右方向键、数字键、确定键、测瞄键。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述姿态感知模块(5)内包括采用六轴传感器和数据处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能微光瞄准系统，其特征是：所述环境感知模块(4)内包括温度气压传感器和数据处理模块,数据处理模块根据采集的气压值，通...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭，张松，孙志伟，丁贵鹏，聂焱，李宏研，田园，唐士亮，张威，
申请(专利权)人：吉林市江机民科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。