[发明专利]基于雷达检测技术的射箭自动报靶系统及方法

权利要求书

1.一种基于雷达检测技术的射箭自动报靶系统，其特征在于：所述系统包括实时成绩采集子系统、靶位成绩处理子系统和综合成绩监控子系统；

所述实时成绩采集子系统包括赛时比赛数据采集与实时环值成绩计算；

所述靶位成绩处理子系统包括赛前比赛数据录入、赛时接收实时成绩采集子系统发送的实时环值成绩、控制比赛的流程以及竞赛安排；

所述综合成绩监控子系统通过竞赛专网，负责成绩数据的传输、处理、存储，传输对象有成绩处理OVR、仲裁监控、现场终端显示；

所述实时成绩采集子系统通过无线网络将采集的实时成绩传输给靶位成绩处理子系统，然后靶位成绩处理子系统将信息传递给综合成绩监控子系统。

2.根据权利要求1所述的基于雷达检测技术的射箭自动报靶系统，其特征在于：所述实时成绩采集子系统包括雷达设备和树莓派；

在每个箭靶上设置三组具有收/发模块的雷达设备，所述雷达设备安装在箭靶的左方、右方、正下方或者左方、右方、正上方的三个位置，所述树莓派安装在箭靶的后面，所述雷达设备用于检测箭杆的扰动并进行靶心、箭孔、环线半径的识别，获取箭杆位置信息后发送给树莓派，树莓派再进行处理并将成绩发送到成绩处理子系统。

3.一种基于雷达检测技术的射箭自动报靶方法，其特征在于：利用权利要求1或2所述的基于雷达检测技术的射箭自动报靶系统，包括如下步骤：

(1)、将三组具有收/发模块的雷达设备分别安装在箭靶的左方、右方、正下方或者左方、右方、正上方的三个位置；

(2)、在箭靶的后面安装树莓派；

(3)、系统启动完成后，首先被射箭运动员的中靶操作触发，接着根据箭靶上雷达设备检测到的扰动信号，做检测定位获取箭杆嵌在箭靶上的位置信息，然后在树莓派中进行自动报靶处理，最后通过无线网络将处理结果发送至靶位成绩处理子系统；

(4)、然后靶位成绩处理子系统将信息传递给综合成绩监控子系统。

4.根据权利要求3所述基于雷达检测技术的射箭自动报靶方法，其特征在于：所述步骤(3)中自动报靶处理选取基于三边测量法的环值判定算法进行设计并实现，算法如下：

(a)、在箭靶的左方、右方、正下方或者左方、右方、正上方的三个位置部署测距雷达设备，雷达质心与箭靶靶心处于同一水平直线上，在整个平面构成一个二维坐标系，箭靶靶心坐标为(0,0)，三个雷达在这个坐标系当中的坐标分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；

(b)、赛前部署雷达的时候事先测量好各个雷达与箭靶靶心之间的距离，分别得到三个坐标点的具体坐标值；

(c)、当射出的箭中靶之后，金属箭头嵌入箭靶，在此二维坐标上的位置为(x₀,y₀)，三面雷达分别测量出该雷达与目标位置的距离d₁、d₂、d₃，然后，由三边测量法计算得出目标位置坐标(x₀,y₀)的具体坐标值；

最后，根据距离计算公式，得到两点之间距离

x₄,y₄是箭靶靶心的坐标值，即(0,0)；

(d)、由于箭靶是由形状规则的圆环组成，环与环之间存在等宽区，各圆环半径依次为r，2r，3r这样的等差数列，得到d的值就能确认箭头所嵌入位置与箭靶靶心之间的具体距离，然后推算出这个位置处于哪两个圆环半径之间，最终就得到本次射箭的环数。