本文關鍵詞：模擬激光槍及其數據采集系統的設計與實現

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【摘要】：近年來激光模擬射擊系統在軍事上、民用上都得到了較為廣泛的應用。它不但具有節(jié)約彈藥成本、安全性好、模擬場景逼真等優(yōu)點,還可以根據適用領域的不同而設置不同的場景。且不需要耗費大量的人力物力,具有很好的可維護性和較高的實用價值。但以往大部分的激光模擬射擊系統是在射擊目標上采集激光數據,不僅設計成本高,而且不易維護。模擬激光槍及其數據采集系統采用模擬激光槍作為激光發(fā)射裝置,USB攝像頭作為數據采集前端設備,無線藍牙方式實現模擬激光槍與數據采集處理系統之間的通信。本設計實現的主要功能：模擬激光槍實現激光“子彈”的單次發(fā)射、連續(xù)發(fā)射以及換子彈功能,并將發(fā)射激光的信號通過無線方式傳輸到數據采集和處理中心；在接收到模擬激光槍裝置發(fā)射激光的信號后,數據處理中心通過USB攝像頭采集到含有激光光斑的圖像,并通過圖像處理獲得激光光斑的坐標信息。本文研究的重點包括模擬激光槍的軟硬件設計和射擊坐標的獲取及校正兩大部分,模擬激光槍部分主要討論了激光槍外圍電路的具體實現及軟件主要模塊的配置與分析；射擊坐標的獲取和校正部分首先分析了激光光斑圖像的采集及其中心坐標的檢測算法,然后介紹了采用圖像處理方式獲取校正系數的方法。結合數學計算中的平移、旋轉和縮放等處理,實現激光光斑中心坐標的校正。本系統采用模塊化設計方法實現了一種基于攝像頭的模擬激光槍及其數據采集系統。其主要優(yōu)勢在于射擊坐標的獲取和校正都是通過圖像處理實現,不需要復雜的采集和標定設備,且性能穩(wěn)定,精度高。
【關鍵詞】：激光槍 數據采集 USB攝像頭 圖像處理
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN249;TP274.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 論文研究背景及意義10-11
• 1.2 課題來源11
• 1.3 模擬射擊系統研究現狀11-12
• 1.4 本文主要研究內容12-14
• 第2章 系統關鍵技術描述14-23
• 2.1 總體設計方案描述14-15
• 2.2 模擬激光槍相關技術15-19
• 2.2.1 激光技術的應用及特點15-16
• 2.2.2 激光器簡介16-18
• 2.2.3 藍牙無線傳輸技術簡介18-19
• 2.3 射擊坐標獲取相關技術19-22
• 2.3.1 攝像頭簡介19-21
• 2.3.2 圖像處理功能描述21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第3章 模擬激光槍的軟硬件設計23-38
• 3.1 模擬激光槍硬件電路設計23-29
• 3.1.1 電路總體設計23-24
• 3.1.2 激光發(fā)射電路24-25
• 3.1.3 傾斜開關電路25-26
• 3.1.4 電源模塊26
• 3.1.5 藍牙通信模塊26-29
• 3.2 主控芯片簡介29-30
• 3.3 模擬激光槍軟件設計30-37
• 3.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹30
• 3.3.2 激光槍主程序設計30-31
• 3.3.3 按鍵模塊設計31-34
• 3.3.4 定時器配置34-36
• 3.3.5 藍牙串口通信協議36-37
• 3.3.6 CRC校驗37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 射擊坐標圖像處理38-58
• 4.1 射擊坐標獲取方案研究38-41
• 4.1.1 采用光電探測器的射擊系統38-39
• 4.1.2 采用圖像傳感器的射擊系統39
• 4.1.3 本系統方案設計39-40
• 4.1.4 射擊坐標獲取原理分析40-41
• 4.2 激光光斑中心坐標獲取41-49
• 4.2.1 圖像處理平臺簡介41-42
• 4.2.2 激光光斑圖像采集42-43
• 4.2.3 激光光斑圖像預處理43-46
• 4.2.4 激光光斑中心檢測方法46-49
• 4.3 影像屏幕信息獲取49-54
• 4.3.1 背景圖像預處理51
• 4.3.2 影像屏幕輪廓信息提取51-54
• 4.4 坐標校正算法的實現54-57
• 4.5 本章小結57-58
• 第5章 系統功能測試58-63
• 5.1 模擬激光槍功能測試58-59
• 5.2 數據采集與處理系統測試59-62
• 5.2.1 屏幕位置信息獲取模塊測試59-60
• 5.2.2 激光光斑坐標校正測試60-62
• 5.3 本章小結62-63
• 總結與展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄69

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本文編號：1116279