[发明专利]自动报靶装置和方法

权利要求书

1.一种自动报靶装置，其特征在于，包括：

激光照明模块、两个光电位置检测模块、数据处理模块、靶面和支撑架，所述激光照明模块、光电位置检测模块、数据处理模块和靶面均设置在所述支撑架上；

所述激光照明模块，用于发射探测激光，所述探测激光完全覆盖所述靶面；

每个光电位置检测模块的检测区域完全覆盖所述靶面，所述每个光电位置检测模块的检测区域与所述靶面平行，所述每个光电位置检测模块的像素为P，相应的所述每个光电位置检测模块的检测区域被划分为P个子区域，所述P个子区域分别与所述每个光电位置检测模块的P个像素一一对应，每个子区域反射的光映射到对应的像素上，当子弹穿过所述每个光电位置检测模块的检测区域时，所述每个光电位置检测模块用于接收所述子弹反射回来的反射光，并生成所述反射光映射在所述光电位置检测模块上的像素；

所述数据处理模块，用于根据所述两个光电位置检测模块生成的所述反射光映射在所述光电位置检测模块上的像素、像素P、所述两个光电位置检测模块自身的位置信息和检测区域的位置信息，得到报靶数据，所述报靶数据包括所述子弹的环数和方位；

所述激光照明模块包括两个激光器；

所述两个光电位置检测模块分别设置在所述支撑架的左上角和右上角；

所述两个激光器分别设置在所述两个光电位置检测模块的周围，每个激光器发射一束扇面探测激光，所述每个激光器发射的扇面探测激光分别完全覆盖对应位置上的一个光电位置检测模块的检测区域，所述两个激光器发射的扇面探测激光重合；

所述两个光电位置检测模块自身的位置信息包括：所述两个光电位置检测模块的镜头的中心间距，所述每个光电位置检测模块的高度，以所述中心间距为基线，所述基线的中心点与所述靶面的中心点垂直，所述每个光电位置检测模块的高度为所述基线的中心点和所述靶面的中心点的垂直距离；

所述两个光电位置检测模块的检测区域的位置信息相同，包括：检测区域的高度、宽度、所述基线距离所述检测区域的近端的高度；

所述数据处理模块具体用于：

根据以下公式计算所述子弹在第一坐标系中的位置,所述第一坐标系以所述基线的中心点为坐标原点，以所述基线为X轴，以所述靶面的中心点与所述基线的中心点的连线为Y轴：

m＝(h+H/P×a)/((W+L)/2-a/P)

n＝(h+H/P×b)/(-(W+L)/2+b/P)

x＝int((L/2)×(m+n)/(n-m))

y＝int((L+W)/2×m×n/(n-m))

其中，L为所述基线的长度，h为所述基线距离所述检测区域的近端的高度,H为所述检测区域的高度，W为所述检测区域的宽度，P所述每个光电位置检测模块的像素，a和b为所述两个光电位置检测模块生成的反射光的像素，m和n为中间变量，x为所述子弹相对于所述第一坐标系的X轴的距离，y为所述子弹相对于所述第一坐标系的Y轴的距离；

根据所述每个光电位置检测模块的高度将x和y经过坐标转换，转换到第二坐标系中，得到所述子弹在所述第二坐标系中的位置，所述第二坐标系以所述靶面的中心点为原点，以所述靶面的中心点与所述基线的连线为Y轴，以过所述靶面的中心点且平行于所述基线的直线为X轴；

根据所述子弹在所述第二坐标系中的位置，确定所述子弹的环数和方位。

2.根据权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于，还包括：

存储模块，用于存储所述报靶数据。

3.根据权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于，所述光电位置检测模块包括以下器件中的任意一个或其组合：线阵CCD图像传感器、线阵CMOS图像传感器、光敏二极管阵列和PSD光敏探测器。

4.根据权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于，所述数据处理模块包括以下单片机中的任意一个或其组合：

C51单片机、ARM系列单片机和PIC系列单片机。

5.根据权利要求1所述的自动报靶装置，其特征在于，还包括：

数据传输模块，用于将所述数据处理模块计算得到的所述报靶数据发送给外部设备。

6.一种自动报靶方法，其特征在于，包括：

在子弹穿过两个光电位置检测模块的检测区域时，通过每个光电位置检测模块接收所述子弹反射回来的反射光，所述每个光电位置检测模块由激光照明模块提供探测激光，所述探测激光完全覆盖靶面，所述每个光电位置检测模块的检测区域完全覆盖所述靶面，所述每个光电位置检测模块的检测区域与所述靶面平行，所述每个光电位置检测模块的像素为P，相应的所述每个光电位置检测模块的检测区域被划分为P个子区域，所述P个子区域分别与所述每个光电位置检测模块的P个像素一一对应，每个子区域反射的光映射到对应的像素上；

根据所述每个光电位置检测模块接收到的所述反射光，生成所述反射光映射在所述光电位置检测模块上的像素；

根据所述两个光电位置检测模块生成的所述反射光映射在所述光电位置检测模块上的像素、像素P、所述两个光电位置检测模块自身的位置信息和检测区域的位置信息，得到报靶数据，所述报靶数据包括所述子弹的环数和方位；

所述两个光电位置检测模块自身的位置信息包括：所述两个光电位置检测模块的镜头的中心间距，所述每个光电位置检测模块的高度，以所述中心间距为基线，所述基线的中心点与所述靶面的中心点垂直，所述每个光电位置检测模块的高度为所述基线的中心点和所述靶面的中心点的垂直距离；

所述两个光电位置检测模块的检测区域的位置信息相同，包括：检测区域的高度、宽度、所述基线距离所述检测区域的近端的高度；

所述根据所述两个光电位置检测模块生成的所述反射光映射在所述光电位置检测模块上的像素、所述像素P、所述两个光电位置检测模块自身的位置信息和检测区域的位置信息，得到报靶数据，包括：

根据以下公式计算所述子弹在第一坐标系中的位置,所述第一坐标系以所述基线的中心点为坐标原点，以所述基线为X轴，以所述靶面的中心点与所述基线的中心点的连线为Y轴：

m＝(h+H/P×a)/((W+L)/2-a/P)

n＝(h+H/P×b)/(-(W+L)/2+b/P)

x＝int((L/2)×(m+n)/(n-m))

y＝int((L+W)/2×m×n/(n-m))

其中，L为所述基线的长度，h为所述基线距离所述检测区域的近端的高度,H为所述检测区域的高度，W为所述检测区域的宽度，P所述每个光电位置检测模块的像素，a和b为所述两个光电位置检测模块生成的反射光的像素，m和n为中间变量，x为所述子弹相对于所述第一坐标系的X轴的距离，y为所述子弹相对于所述第一坐标系的Y轴的距离；

根据所述每个光电位置检测模块的高度将x和y经过坐标转换，转换到第二坐标系中，得到所述子弹在所述第二坐标系中的位置，所述第二坐标系以所述靶面的中心点为原点，以所述靶面的中心点与所述基线的连线为Y轴，以过所述靶面的中心点且平行于所述基线的直线为X轴；

根据所述子弹在所述第二坐标系中的位置，确定所述子弹的环数和方位。