【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炸点位置测量，特别是一种基于图像识别定位的炸点位置测量方法，适用于火炮、火箭炮、反坦克导弹等炸点位置测量。
技术介绍
1、在火炮等武器实弹射击训练中，需要对爆炸点位置进行测量，以评估射击结果，通常采用对弹坑实地测量来进行爆炸点位置测算，爆炸点位置简称炸点，进而测算炸点与靶标中心之间的偏差，这种测量方式需要每次射击后进行实地测量，采用实地测量的方式，测量人员在靶场地形环境依靠人工测绘经验，操作繁琐，工作量较大，消耗时间长，也存在一定安全风险，这种测量方式造成射击训练效率低。公告号为cn109781061a的专利文献提供了一种测量榴弹弹丸地面炸点坐标的方法，其采用全站仪对地面炸点坐标进行间接测量，并依据平面四参数转换法，采用全站仪测量将建立的坐标系中的坐标转换为以发射器膛口位置为原点，瞄准点为北方向建立的坐标系的坐标，从而实现对地面炸点坐标的精准测量。该测量方法虽然提高了炸点坐标的精准度，但由于全站仪架设位置的局限性，在测量炸点位置时仍然需要测量员在野外实地操作测量设备，难以提高射击训练效率。公告号为cn116757999a的专利文献提供了一种基于红外摄像机的射击计数与炸点识识别方法，该方法依赖红外摄像机拍摄的红外热成像，识别方法复杂，采用的光照变化和烟雾的识别的图像炸点中心与实际炸点中心位置仍存在偏差，导致识别的实际炸点位置偏差大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于图像识别定位的炸点位置测量方法，解决了现有炸点测量方法中存在的操作繁琐、效率低、易受
2、本专利技术所采用的技术方案是：该基于图像识别定位的炸点位置测量方法，包括以下步骤：
3、步骤一，进行模板标定，利用无人机吊舱设置的高速相机预先采集弹丸飞行与爆炸过程图像，并利用载有图像分析处理软件的微机从中选取爆炸过程前期多帧弹丸爆炸时产生的火光或烟雾图像作为模板，火光或烟雾图像按时间先后顺序标记帧序号；分别计算每帧图像中火光或烟雾区域的中心位置；通过测量计算获取弹丸实际炸点位置；分别标定弹丸实际炸点位置与火光或烟雾区域中心位置的炸点偏移量，生成标定的模板库；
4、步骤二，识别实时弹丸爆炸图像中心位置，利用无人机吊舱设置的高速相机采集实时训练中弹丸爆炸过程图像，从中选取与步骤一相应时间的弹丸爆炸的火光或烟雾图像并顺次标记帧序号；通过图像分析处理软件识别选取火光或烟雾区域轮廓围成的多边形，并通过计算多边形重心作为相应实时弹丸爆炸图像的火光或烟雾区域中心位置。
5、步骤三，模板匹配，将步骤二中经识别中心位置的实时弹丸爆炸的火光或烟雾图像与模板库中相同帧序号的火光或烟雾图像进行模板匹配。
6、步骤四，计算最终炸点位置，将实时弹丸爆炸图像火光或烟雾区域中心位置的坐标增加匹配后模板中对应的炸点偏移量进行位置校正，校正方法为：对中心位置坐标进行数据加权计算，按照以下公式（1）计算最终炸点屏幕像素坐标（x，y）：
7、x=∑(xi+wi)×αi， y=∑(yi+hi)×βi；
8、其中， xi、yi为每帧实时弹丸爆炸图像的火光或烟雾区域中心位置坐标，wi、hi为匹配的模板中对应的炸点偏移量，αi、βi为每帧图像x、y的权重系数，i为选取图像的数量；x、y为计算出的最终炸点的屏幕像素坐标。
9、所述实时弹丸爆炸火光图像从第二帧开始，加权权重依次递减，直至最后一帧结束运算；实时弹丸爆炸烟雾图像从第一帧开始，加权权重依次递减，直至最后一帧结束运算。
10、所述步骤一中的火光或烟雾图像选取五帧，公式（1）中i=5。
11、所述最终炸点的屏幕像素坐标的转换为地理坐标的方法为：利用无人机定位模块提供高速相机的摄像头的水平角ɑ、垂直角ß和无人机高度h，根据三角函数关系，采用以下公式（2）：
12、w=2×h/cos(β/2)×tan(ɑ/2)；
13、h=2×h/cos(ɑ/2)×tan(β/2)；
14、计算获得摄像头拍摄的地理范围宽边w和长边h的长度,
15、宽边w和长边h分别对应屏幕像素的宽度pw和高度pw，利用无人机的定位模块提供的摄像头中心点坐标（x中，y中），则屏幕像素坐标（x，y）对应的地理坐标（xx，yy）采用以下公式（3）：
16、xx=x中+(x-pw/2)×(w/pw)，
17、yy=y中+(y-ph/2)×(h/ph)；
18、计算获得最终炸点的地理坐标（xx，yy）。
19、本专利技术具有的优点和积极效果是：该基于图像识别定位的炸点位置测量方法采用预先通过高速相机采集弹丸飞行与爆炸过程多帧火光或烟雾图像，按照时间顺次标记帧序号，利用载有图像分析处理软件的微机计算中心位置，再获取实际炸点位置，标定每帧图像的炸点偏移量，生成标定的模板库；然后再采集后续实时训练弹丸爆炸图像，从中选取相同时间的几帧火光或烟雾图像并顺次标记帧序号，计算每帧图像火光或烟雾区域中心位置，通过帧序号从模板库中图像匹配，提取对应坐标偏移量，进而计算并校正每一帧的中心点坐标，最后进行加权计算得到最终的爆炸点中心点屏幕像素坐标，采用本专利技术的方法通过图像处理与识别定位技术，为弹丸爆炸的中心点计算提供了更加精确的数据，可以通过图像数据快速、准确测量炸点位置，采用这种方式可以得到较高的精准度，极大的提高了提高射击训练效率，且评估效率高，也提高了测量员工作安全性，同时排除了人为操作影响测量数据的准确性，结果客观、公正。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于图像识别定位的炸点位置测量方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于图像识别定位的炸点位置测量方法，其特征在于：所述步骤四中的实时弹丸爆炸火光图像第一帧小于第二帧权重，从第二帧开始，加权权重依次递减，直至最后一帧结束运算；实时弹丸爆炸烟雾图像从第一帧开始，加权权重依次递减，直至最后一帧结束运算。
3.根据权利要求1所述的基于图像识别定位的炸点位置测量方法，其特征在于：所述步骤一中的火光或烟雾图像选取五帧，步骤四的公式（1）中i=5。
4.根据权利要求1所述的基于图像识别定位的炸点位置测量方法，其特征在于：所述最终炸点的屏幕像素坐标转换为地理坐标的方法为：利用无人机定位模块提供高速相机的摄像头的水平角ɑ、垂直角ß和无人机高度h，根据三角函数关系，采用以下公式（2）：
【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别定位的炸点位置测量方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于图像识别定位的炸点位置测量方法，其特征在于：所述步骤四中的实时弹丸爆炸火光图像第一帧小于第二帧权重，从第二帧开始，加权权重依次递减，直至最后一帧结束运算；实时弹丸爆炸烟雾图像从第一帧开始，加权权重依次递减，直至最后一帧结束运算。
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖俊岭，刘建东，丁德秋，吕文彩，张伟，
申请(专利权)人：沈阳长白电子应用设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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