[发明专利]一种基于双目识别的打靶机器人对抗系统

权利要求书

1.一种基于双目识别的打靶机器人对抗系统,其特征在于，包括业务层、系统核心层和执行层；

所述业务层包括PC端软件系统；所述PC端软件系统通过无线模块与系统核心层和执行层连接通信；

所述系统核心层包括GNSS基站、GNSS移动站、微控制单元和导航系统，所述GNSS移动站和微控制单元与导航系统连接通信，所述GNSS基站与GNSS移动站之间通过无线模块连接通信；

所述执行层包括底层控制板和激光模拟武器系统、紧急制动系统、无线通信系统、双目识别定位系统、动力系统和电池管理系统，所述激光模拟武器系统包括与底层控制板连接的红外发射器和红外无线接收报环靶以及佩戴在受训者身上的红外接收器，所述紧急制动系统包括与底层控制板连接的超声波装置、雷达、防碰撞条和急停开关，所述无线通信系统包括与底层控制板连接无线传输模块和遥控器，所述双目识别定位系统包括与底层控制板连接的双目高速摄像机和佩戴在受训者身上的标记组件，所述动力系统包括与底层控制板连接的电机驱动器及连接电机驱动器的电机，所述电池管理系统包括与底层控制板连接的的供电电源和连接供电电源的库仑计；所述导航系统与底层控制板连接通信。

2.如权利要求1所述的一种一种基于双目识别的打靶机器人的对抗系统，其特征在于，所述激光模拟武器系统还包括有与底层控制板连接的显示模块和语音播报模块，所述显示模块输出终端为LED显示屏，所述语音播报模块的输出终端为扩音器。

3.如权利要求1或2所述的一种基于双目识别的打靶机器人的对抗系统，其特征在于，打靶对抗工作方法是这样的，所述电池管理系统给打靶机器人整机供电，通过库仑计实时检测电池使用状态得到电池状态信息，并通过无线模块将电池状态信息发送给终端设备；

所述双目识别定位系统计算出以受训者身上的标记组件为基点的位置、距离信息，此为当前位置信息，并预测出受训者即将的运动轨迹位置信息，此为预测位置信息，通过底层控制板将当前位置信息和预测位置信息发送给激光模拟武器系统和导航系统；

激光模拟武器系统根据当前位置信息，启动激光发射器进行对抗向受训者当前位置发射出带有加密功能的红外信号光束，对抗的同时，所述红外无线接收靶与受训者身上的红外接收器实时检测对应其所接收区域的是否有接收到红外信号，若有接收到红外信号，将检测得到的红外信号进行分析解码，计算出红外信号落点的实际坐标，同时发送给显示模块和语音播报模块进行显示和播报；

导航系统通过当前位置信息和预测位置信息与打靶机器人的位置信息进比对处理，利用避障算法规划计算出进行躲避受训者的导航路径，得出航点位置信息和导航路径信息，将航点位置信息和导航路径信息发送给底层控制板，底层控制板通过动力系统对航点位置信息和导航路径信息计算得出打靶机器人行进至航点位置的电机作驱动信息发送给电机驱动器，由电机驱动器控制带动打靶机器人移动的电机工作；同时，导航系统获取紧急制动系统的超声波装置和雷达的位置传感信息融合入导航路径的规划计算，不断的进行打靶机器人的自主定位和调整姿态；

所述紧急制动系统在防碰撞条受到碰撞时可作出紧急制动处理或可人为通过紧急开关作出紧急制动处理。

4.如权利要求3所述的一种基于双目识别的打靶机器人的对抗系统，其特征在于，所述双目识别定位系统的控制流程方法是这样的：

受训使用前，通过双目高速摄像机进行标定，将受训者完全置于拍摄区域内部，将标记组件佩戴于的受训者身上确定的特征位置，通过双目高速摄像机采集拍摄记录受训者的图像为标记用图像，利用图像处理算法进行标记用图像上标记组件的检测，得出标记组件的标记检测结果，然后计算得出标记组件在三维世界坐标中的空间坐标，完成标定；

受训使用时，将标记组件佩戴在受训者身上明显的位置，使用时通过下述过程进行，

首先，立体图像视频获取，打靶机器人移动过程中通过双目高速摄像机采集拍摄记录视频图像为当前视频图像，

接着，视频的两帧中对应的匹配点获取，采用特征点匹配获得当前视频图像中视频的前后两帧中对应的匹配点，

接着，相机位移计算，通过匹配点在成像空间坐标变化或建立三维坐标来计算相机的位移，得出相机位移值，

接着，双目视觉定位，获得双目高速摄像机在移动过程中各个时刻的位置、旋转角，结合卡尔曼滤波获得整个过程中双目高速摄像机的移动路线，对打靶机器人进行实时的双目视觉定位，

然后，通过上述对当前视频图像的处理得出的数据经过计算处理得出计算受训者的当前位置信息和预测位置信息所需的信息数据发送给中央处理模块进行处理计算得出受训者的当前位置信息和预测位置。