智能辅助射击训练系统的设计与实现

摘要

随着人类社会的不断进步，体育竞技比赛也在科技的推进下不断的前进。2008北京奥运会在北京的成功举办，使得更高、高快、更强的奥运精神充分体现，全民健身的意识在人民中广泛传播，从事体育竞技的运动员和教练员也朝着更高的目标发展。然而在竞技体育训练过程中，传统的训练方法依靠的是教练员的经验和运动员对同一动作进行长时间的反复训练。这种训练方法缺乏科学的数据支持，只能从表象分析运动员训练过程中的问题所在，成绩的提高更多是依赖教练员的经验和运动员漫长反复的训练。计算机技术快速发展，以其计算速度快，计算精确的优势使得各种以计算机为核心技术的辅助训练系统得以出现。针对射击比赛运动，出现了基于激光、超声波、图像图影技术的射击辅助训练系统。然而现有的射击辅助训练系统大多设计复杂，需对设备进行复杂的改装，成本高。
　　本文提出了一种基于图像处理技术和多线程技术的智能射击辅助训练系统。该系统通过处理靶图图像计算靶心位置，并与标准靶图的靶心位置进行比对，计算瞄准、射击成绩。采用多线程技术将图像处理、成绩计算、成绩显示同步进行。本系统不仅可以对射击训练过程进行全程监控记录，而且对射击过程中运动员各项训练指标进行了科学分析和计算，并且可以在以后的训练过程中回顾以前的训练记录。统射击运动员使用本系可以在训练过程中无需进行实弹射击，节约了训练成本。
　　本文以软件工程的思想对智能辅助射击训练系统的开发过程进行了研究与探索。第一章，介绍了研究这一课题的背景、目的和意义，以及国内外发展现状;第二章，介绍了开发过程中主要使用的技术，其中包括灰度化、二值化、轮廓提取、轮廓细化图像处理技术，围绕对数据处理而采用的多线程技术，以及本系统采用的MV-8000图像采集卡;第三章，对系统的需求分析中用户分析、问题定义、工程目标、设计分析、成本效益分析进行了阐述，并对系统中存在的畸变误差进行了详尽的论证;第四章，在具体的开发目标与原则下对系统的总体构架进行了设计，以及模块之间的数据处理进行了具体的设计;第五章则对智能辅助射击系统各个模块的具体实现细节、方法进行了详细介绍，并对实现的系统界面、功能操作进行了简单的介绍;第六章是本文对智能辅助射击系统的总结和展望。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究的现状

1．3 论文的组织结构

1．4 本文的主要内容与特色创新

1．4．1 主要内容

1．4．2 特色创新

第二章 系统主要技术介绍

2．1 图像处理技术

2．2 多线程技术

2．3 数据缓存区

2．4 视频采集卡

第三章 系统分析

3．1 需求分析

3．1．1 用户分析

3．1．2 问题定义

3．1．3 工程目标

3．1．4 设计分析

3．2 可行性分析

3．2．1 畸变误差分析

3．2．2 畸变模型

3．2．3 仿真实验

3．3 成本效益分析

第四章 系统设计

4．1 系统设计的目标和原则

4．1．1 系统设计目标

4．1．2 系统设计原则

4．2 开发平台

4．3 射击成绩计算设计

4．4 系统功能模块划分

4．4．1 视频采集模块

4．4．2 视频处理模块

4．4．3 数据分析模块

4．5 系统数据处理方式设计

4．5．1 数据交换方式设计

4．5．2 存储数据设计

第五章 系统实现

5．1 系统流程总体介绍

5．1．1 总体流程图示意

5．1．2 多线程技术控制系统

5．2 主要功能的实现

5．2．1 成绩计算功能的实现

5．2．2 视频采集功能的实现

5．2．3 回放功能实现

5．3 射击扣动扳机的信息捕获

5．4 系统界面介绍

5．4．1 欢迎界面

5．4．2 射击训练界面

5．4．3 成绩回放界面

5．5 功能操作步骤说明

5．5．1 系统工作流程介绍

5．5．2 训练功能

5．5．3 回放功能

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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