[发明专利]一种基于多方向投影的落点定位方法

说明书

一种基于多方向投影的落点定位方法属于图像处理技术领域。基于多方向投影定位系统实现，包括对称分布的n个照明光源和摄像头，照明光源提供光线汇聚在靶面几何中心，摄像头正对靶面位置。首先，撞击物体即将到达靶面时，摄像头记录撞击过程中靶面上的m帧投影图像，并得到每帧图像对应的时刻t_i。其次，在得到的m帧图像中，选取在每帧图像都能清楚显示撞击物体的投影端点，计算每帧图像的撞击物体的投影端点之间的距离，绘制撞击物体投影端点距离‑时间散点图，得到物体撞击靶面的时刻t₀。最后，求解落点位置坐标。本发明脱离摄像头捕获速度的限制，同时也解决了摄像过程中撞击物体遮挡撞击位置的问题，能够计算得到更准确的落点位置，安全可靠，实用性强。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及基于多方向投影的落点定位方法。

背景技术

撞击识别装置的图像采集与处理系统在实际应用中会出现以下问题：

首先，由于摄像头捕获速度有限，摄像系统可能捕捉不到物体停留在撞击位置的画面。当物体的运动速度很快时，在撞击位置停留的时间极短，摄影系统不能捕捉到撞击时刻瞬时的镜头，因而图像处理系统无法进行后续的信息处理。

其次，考虑到摄像头的成本，在撞击识别装置的图像采集与处理系统中，摄像头数量有限，位置固定，因此即使捕捉到撞击时的画面，也可能因为摄像头拍摄角度不当的问题导致采集的图像不理想，给图像分析处理带来干扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是摄像系统无法准确记录运动速度较快的撞击物体的落点位置问题。本发明的目的是借助图像处理的方法更准确得到撞击物体的落点位置，从而降低撞击识别装置对摄像头捕获速度和拍摄角度的要求，提高落点定位可靠性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于多方向的投影落点定位方法，该方法基于多方向投影定位系统实现。所述多方向投影定位系统包括对称分布在靶面2周围的n(3≤n≤6)个照明光源1和一个固定位置的摄像头4。照明光源1提供的光线汇聚在靶面2的几何中心3即为O点(注：O点是靶面的几何中心，撞击物体可以落在靶面任意位置而不一定是O点)，使得撞击物体5即将到达靶面2时，靶面2上可以产生n个明显清晰的投影6，其中撞击物体的投影端点7是n个投影即将汇聚的一端。摄像头4固定在正对靶面2的位置。所述的落点定位方法包括以下步骤：

步骤1：采集多帧投影图像信息

撞击物体5即将到达靶面2时，摄像头4以捕获速度f记录撞击过程中靶面2上的m帧投影图像，将得到的m帧图像存储到计算机中。以第一帧投影图像的拍摄时间为时间起点t₁，则第i帧图像的时间为t_i＝f*i(1≤i≤m)，从而得到每帧图像对应的时刻t_i。

步骤2：根据投影计算物体撞击靶面的时刻t₀