射击训练模拟系统的研究与设计

摘要

本课题所研究的射击训练模拟系统就是针对公安人员进行反劫持人质实弹打靶训练而设计的。 本文首先分析了系统设计的基本要求，即将系统设计的任务分为三部分：①移动靶运动控制系统以模拟人质劫持的情形；②靶点检测并按区域划分进行靶点位置等级判定；③射击训练软件系统，其具有与移动靶运动控制系统进行通信、射击操作平台、训练数据库管理等功能。其中，在靶点检测设计时，讨论了铝箔靶物理检测和图像识别算法检测两种方案。图像识别检测靶点中的标志点跟踪算法和射击训练软件系统设计与实现是本课题的研究重点。 其次介绍了系统的硬件构成，包括移动靶运动控制系统和视频采集两部分。前者由移动靶、移动靶控制器、电源等构成，用来模拟人质被劫持情形：后者由摄像头、无线视频服务器、图像采集卡等构成，用于图像检测靶点。 射击训练软件系统的设计部分实现的主要功能包括：①定义通信协议完成软件系统通过无线模块与移动靶之间的信息发送与接受功能。②射击训练的管理部分包括对单人训练、多人考核等多种情况的操作、升降级的确定与执行、考核成绩排名等功能。③数据库管理模块的功能包括将射击结果等信息存储到数据库，按训练查询和考核查询的条件进行分类，打印结果曲线或报表。 最后重点论述了在图像检测靶点方案中的标志点跟踪算法研究。首先说明了图像检测靶点的流程，标志点跟踪与图像检测靶点之间的关系；然后研究了MeanShift算法和CamShift算法的跟踪原理；采用Visual C++结合OpenCV库混合编程的方法对标志点进行跟踪，经过大量实验表明，采用CamShift算法具有很好的跟踪效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2射击训练系统现状和趋势

1.3论文的组织结构

第2章系统总体设计

2.1系统设计基本要求及其构成

2.2硬件构成及简介

2.2.1移动靶运动控制系统整体结构

2.2.2视频采集部分

2.3射击训练软件系统

2.3.1软件的系统设计和常用开发模型

2.3.2射击训练软件系统的体系结构

2.3.3软件开发平台和工具选择

2.3.4软件开发中使用的方法和策略

2.4本章小结

第3章无线通信模块设计

3.1串行通信协议和接口标准

3.1.1串行通信的基本概念

3.1.2串行接口标准

3.2 RS-232/RS-485无线模块简介和设置

3.2.1 RS-232/RS-485无线模块简介

3.2.2 RS-232/RS-485无线模块设置

3.3通信协议的定义

3.3.1通信协议的格式

3.3.2靶点判定

3.4 VC++编程实现串口通信

3.4.1 MSComm控件

3.4.2用MSComm控件进行串口编程的基本步骤

3.5本章小节

第4章数据库管理模块设计

4.1数据库选择和访问技术

4.1.1 Access数据库

4.1.2 Access数据库创建

4.1.3数据库的访问技术

4.1.4 ADO对象模型

4.2 Access数据库的调用实现

4.3本章小结

第5章射击训练软件系统界面设计

5.1软件系统界面设计

5.1.1射击训练软件系统主界面

5.1.2系统维护模块

5.1.3射击管理模块

5.1.4数据库查询模块

5.2本章小结

第6章视频图像的标志点跟踪

6.1标志点跟踪与图像检测靶点之间关系

6.2跟踪技术发展现状

6.3 CamShift算法

6.3.1常用颜色空间

6.3.2颜色空间模型的变换算法

6.3.3 MeanShifi算法和CamShifi算法原理

6.4 OpenCV和IPL库及程序设计

6.4.1 OpenCV和IPL简介

6.4.2 OpenCV和IPL数据结构和函数体系

6.4.3 OpenCV和IPL在VC++环境下的配置

6.5基于OpenCV的标志点跟踪算法实现

6.6跟踪算法结果分析

6.7基于标志点的图像几何校正

6.7.1图像旋转

6.7.2图像平移

6.8本章小节

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致 谢

研究生履历