本文關(guān)鍵詞：模擬激光槍及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來激光模擬射擊系統(tǒng)在軍事上、民用上都得到了較為廣泛的應(yīng)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(jù)適用領(lǐng)域的不同而設(shè)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(tǒng)是在射擊目標上采集激光數(shù)據(jù),不僅設(shè)計成本高,而且不易維護。模擬激光槍及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用模擬激光槍作為激光發(fā)射裝置,USB攝像頭作為數(shù)據(jù)采集前端設(shè)備,無線藍牙方式實現(xiàn)模擬激光槍與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)之間的通信。本設(shè)計實現(xiàn)的主要功能：模擬激光槍實現(xiàn)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?shù)綌?shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shè)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(xiàn)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(shù)的方法。結(jié)合數(shù)學(xué)計算中的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等處理,實現(xiàn)激光光斑中心坐標的校正。本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法實現(xiàn)了一種基于攝像頭的模擬激光槍及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。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(xiàn),不需要復(fù)雜的采集和標定設(shè)備,且性能穩(wěn)定,精度高。
【關(guān)鍵詞】：激光槍 數(shù)據(jù)采集 USB攝像頭 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(tǒng)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)描述14-23
• 2.1 總體設(shè)計方案描述14-15
• 2.2 模擬激光槍相關(guān)技術(shù)15-19
• 2.2.1 激光技術(shù)的應(yīng)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(shù)簡介18-19
• 2.3 射擊坐標獲取相關(guān)技術(shù)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(jié)22-23
• 第3章 模擬激光槍的軟硬件設(shè)計23-38
• 3.1 模擬激光槍硬件電路設(shè)計23-29
• 3.1.1 電路總體設(shè)計23-24
• 3.1.2 激光發(fā)射電路24-25
• 3.1.3 傾斜開關(guān)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(shè)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(shè)計30-31
• 3.3.3 按鍵模塊設(shè)計31-34
• 3.3.4 定時器配置34-36
• 3.3.5 藍牙串口通信協(xié)議36-37
• 3.3.6 CRC校驗37
• 3.4 本章小結(jié)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(tǒng)38-39
• 4.1.2 采用圖像傳感器的射擊系統(tǒng)39
• 4.1.3 本系統(tǒng)方案設(shè)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(yù)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(yù)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(xiàn)54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 系統(tǒng)功能測試58-63
• 5.1 模擬激光槍功能測試58-59
• 5.2 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)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(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄69

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本文編號：1116279