專利名稱：一種多目標(biāo)多射手模擬激光射擊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種游戲娛樂領(lǐng)域中使用的多目標(biāo)、多射手模擬激光射擊系統(tǒng)。
上述目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種多目標(biāo)、多射手模擬激光射擊系統(tǒng)，包括激光槍、目標(biāo)靶、攝像頭、采集卡、主控計算機(jī)和音響設(shè)備，其特征在于還包括外置式計分系統(tǒng)，目標(biāo)靶為高清晰度投影儀，激光槍至少有一只；主控計算機(jī)內(nèi)部含有激光點測量軟件系統(tǒng)和主控制軟件系統(tǒng)，主控計算機(jī)控制所述音響設(shè)備并通過其內(nèi)部的主控制軟件系統(tǒng)控制高清晰度投影儀；上述攝像頭、采集卡和激光點測量軟件系統(tǒng)構(gòu)成激光點測量系統(tǒng)；所述攝像頭置于用于攝入所述高清晰度投影儀顯示的圖象的位置，其輸出端連接采集卡的輸入端，采集卡的輸出端接入主控計算機(jī)內(nèi)的激光點測量軟件系統(tǒng)，激光點測量軟件系統(tǒng)連接主控制軟件系統(tǒng)；所述外置式計分系統(tǒng)用于接收激光槍發(fā)來的激光信號，并傳遞給主控計算機(jī)的主控制軟件系統(tǒng)，由主控制軟件系統(tǒng)根據(jù)激光點測量系統(tǒng)得到的圖象信息和所述激光信號進(jìn)行射擊結(jié)果的測量和記分；所述主控制軟件系統(tǒng)用于完成如下步驟的操作首先生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀，再收集經(jīng)激光點測量軟件系統(tǒng)處理后的圖像信號，判斷圖像內(nèi)是否有激光點，若沒有，回到上述生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀的步驟，若有，則再判斷激光點是否擊中目標(biāo)，若否，則再次回到上述生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀的步驟，若是，則切換目標(biāo)被擊中后的新的動畫幀，由主控計算機(jī)判斷外置式計分系統(tǒng)傳來的信號，判斷是哪支激光槍擊中的目標(biāo)，并給相應(yīng)射手計分，并將各位射手得分排序。
作為本發(fā)明的改進(jìn)，還可將主控計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與其它模擬激光射擊系統(tǒng)聯(lián)接；在進(jìn)行記分處理時，對目標(biāo)本身身體圖象被擊中的部位進(jìn)行區(qū)域劃分，根據(jù)被擊中的部位不同，進(jìn)行不同的記分。例如，在對目標(biāo)死亡動作進(jìn)行處理時，可對目標(biāo)本身身體被擊中的部位進(jìn)行區(qū)域判斷，根據(jù)被擊中的部位不同，而產(chǎn)生與真實情景極其接近的死傷動作。
本系統(tǒng)的工作原理如下高清晰度投影儀根據(jù)主控制軟件系統(tǒng)傳入的信號顯示畫面，同時音響設(shè)備播放由主控計算機(jī)控制的聲音效果，攝像頭將高清晰度投影儀顯示的光信號攝入后轉(zhuǎn)換為電信號再傳入主控計算機(jī)，該信號由主控計算機(jī)內(nèi)的激光點測量軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理，經(jīng)過上述激光點測量系統(tǒng)的處理，輸出信號變?yōu)橹骺刂栖浖到y(tǒng)可以識別、處理和判斷的信號；主控制軟件系統(tǒng)按預(yù)先編制的程序進(jìn)行，對圖像內(nèi)是否有激光點和激光點是否擊中目標(biāo)進(jìn)行判斷，并決定高清晰度投影的畫面和得分；激光仿真槍在每次射擊時都向外置式計分系統(tǒng)發(fā)射信號，外置式計分系統(tǒng)收到信號后，會依據(jù)上述目標(biāo)是否被擊中的結(jié)果，以50毫秒的最近匹配法，得出擊中目標(biāo)的槍支號，為該號射手計分并為各位射手排名次。
由于該技術(shù)方案可顯示動態(tài)畫面，播放聲音效果，多個目標(biāo)在同一場景出現(xiàn)，多名射手射擊同一場景內(nèi)的目標(biāo)，引入了競爭機(jī)制、并且在目標(biāo)被擊中后還可自動進(jìn)行畫面切換，因此具有逼真、生動之感，而且顯示清晰、自然；若與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，還可進(jìn)行網(wǎng)上比賽和排名。
下面結(jié)合附圖對發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1所述的本實施例給出了一種多目標(biāo)多射手模擬激光射擊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括激光槍12、作為目標(biāo)靶的高清晰度投影儀1、攝像頭7、采集卡8、外置式計分系統(tǒng)11、主控計算機(jī)2和音響設(shè)備6，其中，激光槍至少有一只，例如可以有2到4只，主控計算機(jī)2內(nèi)部含有激光點測量軟件系統(tǒng)9和主控制軟件系統(tǒng)4，主控計算機(jī)2控制所述音響設(shè)備6并通過其內(nèi)部的主控制軟件系統(tǒng)4控制高清晰度投影儀1；上述攝像頭7、采集卡8和激光點測量軟件系統(tǒng)9構(gòu)成激光點測量系統(tǒng)；所述攝像頭7置于可以攝入所述高清晰度投影儀1顯示的圖像的位置，其輸出端連接采集卡8的輸入端，采集卡8的輸出端接入主控計算機(jī)2內(nèi)的激光點測量軟件系統(tǒng)9，激光點測量軟件系統(tǒng)9連接主控制軟件系統(tǒng)4，主控計算機(jī)2通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備3聯(lián)接因特網(wǎng)10，因特網(wǎng)10與其它模擬激光射擊系統(tǒng)5聯(lián)接，激光槍12發(fā)射激光束到高清晰度投影儀1，同時發(fā)射信號給外置式計分系統(tǒng)11，外置式計分系統(tǒng)11將判斷結(jié)果輸出給主控計算機(jī)2。
在本實施中，高清晰度投影儀1用于顯示計算機(jī)生成的畫面，同時作為激光槍的目標(biāo)靶；激光槍12用于向高清晰度投影儀1發(fā)射激光，同時向外置式計分系統(tǒng)11發(fā)射信號；激光點測量系統(tǒng)用于測量高清晰度投影儀1屏幕上激光點的位置坐標(biāo)，其中，攝像頭7將來自屏幕上的圖像及激光點的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，采集卡8將從攝像頭傳來的電信號轉(zhuǎn)化為按幀儲存的數(shù)字信號，并確定其中某一幀畫面各像素的灰度值；激光點測量軟件系統(tǒng)9用于找出灰度值最大的點，判斷其是否為激光點，若是，求出其相對于屏幕的位置坐標(biāo)；主控制軟件系統(tǒng)4用于生成動態(tài)畫面，控制音響設(shè)備的播放，并將從激光點測量系統(tǒng)傳來的激光點位置坐標(biāo)與目標(biāo)位置進(jìn)行比較，判斷是否擊中目標(biāo)，若擊中，則切換諸如動物倒下，飛機(jī)、軍艦起火或爆炸的動態(tài)畫面，同時，主控計算機(jī)2依據(jù)外置式計分系統(tǒng)發(fā)來的信號，判斷出是哪支激光槍擊中的目標(biāo)，并為其計分，排出各位射手的名次，并控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對戰(zhàn)；音響設(shè)備5受主控制軟件系統(tǒng)控制，播放槍聲以及諸如動物的各種叫聲、飛機(jī)轟鳴聲等聲音；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備3用于實現(xiàn)多套系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使不同的玩家可通過網(wǎng)絡(luò)對戰(zhàn)。
本系統(tǒng)的激光點測量系統(tǒng)工作原理如下用攝像頭對準(zhǔn)高清晰度投影儀1屏幕上的圖像和激光點，由于激光點的亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于圖像的亮度，當(dāng)將攝像頭的光圈調(diào)到足夠小時，可以使得攝像頭所采得的圖像中只有灰度值大于某一值a(0＜a＜256，一般取為230)的激光點，而其他點的灰度值都小于a。這樣通過在軟件中進(jìn)行灰度值大小判斷就可以把這個激光點所對應(yīng)的像素點與其他點區(qū)分開來，這時可以得到該激光點對應(yīng)像素在采集卡所采集的幀中的位置坐標(biāo)，然后在軟件中通過一定的變換就可以把該激光點相對于屏幕的位置坐標(biāo)求出來。
在軟件系統(tǒng)中，通過調(diào)用采集卡所帶的函數(shù)得到當(dāng)前幀各像素點的灰度信息，然后用循環(huán)判斷的方法先找出灰度值最大的點，判斷該點的灰度值是否大于某一值(如230)，如果大于該值，就表明該灰度最大值對應(yīng)的像素是激光點所在的像素，而不是其他光線在屏幕上投影所造成的干擾(因為其他光線在屏幕上的投影所對應(yīng)的像素點的灰度值不會大于該值)。此時可同時得到該像素點在攝像頭攝入的圖像中的位置坐標(biāo)，再通過一次變換即可得到其在屏幕中的位置坐標(biāo)。該變換所需的變換因子是激光點測量系統(tǒng)首次使用前進(jìn)行校準(zhǔn)得到的。校準(zhǔn)程序先是在高清晰度投影儀的屏幕上投下7×7的白色方塊矩陣，然后由電子攝像機(jī)來搜索該矩陣；搜索完畢后，校準(zhǔn)程序會算出此矩陣與電子攝像機(jī)鏡頭上相對應(yīng)的位置，并將所得到的數(shù)值作為文件保存下來，作為校準(zhǔn)因子，以備激光射擊程序調(diào)用。校準(zhǔn)完畢后，只要保持?jǐn)z像頭位置不變，變換因子就不會改變，以后再使用激光點測量系統(tǒng)就不需要再校準(zhǔn)了。
上述坐標(biāo)變換的原理如下屏幕坐標(biāo)系取左上角為原點，x軸正方向向右，y軸正方向向下。在屏幕上依次投射兩個激光點A(x1，y1)，B(x2，y2)，(x1，y1，x2，y2)是已知的屏幕坐標(biāo)，且使得x1≠x2，y1≠y2。使用灰度值大小比較法求出點A在攝像頭攝入的圖像中的像素坐標(biāo)值(X1，Y1)(攝像頭攝入的圖像坐標(biāo)系取左上角為原點，X軸正方向向右，Y軸正方向向下)，同理求出點B在攝像頭圖像中的像素坐標(biāo)值(X2，Y2)。運用幾何坐標(biāo)變換原理可以求出攝像頭攝入的圖像坐標(biāo)系原點在屏幕坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(H，K)。那么，任一點若在攝像頭攝入的圖像中的像素坐標(biāo)值為(X，Y)，則其在屏幕坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(x，y)由關(guān)系式x＝X+H，y＝Y(jié)+K可以得出。
主控制軟件系統(tǒng)執(zhí)行圖2所示的流程首先生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀，再收集經(jīng)激光點測量軟件系統(tǒng)處理后的圖像信號，判斷圖像內(nèi)是否有激光點，若沒有，回到上述生成的目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀的步驟，若有，則再判斷激光點是否擊中目標(biāo)，若否，則再次回到上述生成目標(biāo)未被擊中是新的動畫幀的步驟，若是，則切換目標(biāo)被擊中后的新的動畫幀，并由主控軟件依據(jù)外置式計分系統(tǒng)傳來的信號判斷是哪支激光槍擊中目標(biāo)的，給該射手計分，并為各位射手排出名次。在進(jìn)行記分處理時，可以通過對目標(biāo)本身身體圖象被擊中的部位進(jìn)行區(qū)域劃分，根據(jù)被擊中的部位不同，進(jìn)行不同的記分。
應(yīng)當(dāng)指出，本于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本系統(tǒng)進(jìn)行若干種改進(jìn)或變型，這些改進(jìn)或變型都應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多目標(biāo)、多射手模擬激光射擊系統(tǒng)，包括激光槍、目標(biāo)靶、攝像頭、采集卡、主控計算機(jī)和音響設(shè)備，其特征在于還包括外置式計分系統(tǒng)，目標(biāo)靶為高清晰度投影儀，激光槍至少有一只；主控計算機(jī)內(nèi)部含有激光點測量軟件系統(tǒng)和主控制軟件系統(tǒng)，主控計算機(jī)控制所述音響設(shè)備并通過其內(nèi)部的主控制軟件系統(tǒng)控制高清晰度投影儀；上述攝像頭、采集卡和激光點測量軟件系統(tǒng)構(gòu)成激光點測量系統(tǒng)；所述攝像頭置于用于攝入所述高清晰度投影儀顯示的圖象的位置，其輸出端連接采集卡的輸入端，采集卡的輸出端接入主控計算機(jī)內(nèi)的激光點測量軟件系統(tǒng)，激光點測量軟件系統(tǒng)連接主控制軟件系統(tǒng)；所述外置式計分系統(tǒng)用于接收激光槍發(fā)來的激光信號，并傳遞給主控計算機(jī)的主控制軟件系統(tǒng)，由主控制軟件系統(tǒng)根據(jù)激光點測量系統(tǒng)得到的圖象信息和所述激光信號進(jìn)行射擊結(jié)果的測量和記分；所述主控制軟件系統(tǒng)用于完成如下步驟的操作首先生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀，再收集經(jīng)激光點測量軟件系統(tǒng)處理后的圖像信號，判斷圖像內(nèi)是否有激光點，若沒有，回到上述生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀的步驟，若有，則再判斷激光點是否擊中目標(biāo)，若否，則再次回到上述生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀的步驟，若是，則切換目標(biāo)被擊中后的新的動畫幀，由主控計算機(jī)判斷外置式計分系統(tǒng)傳來的信號，判斷是哪支激光槍擊中的目標(biāo)，并給相應(yīng)射手計分，并將各位射手得分排序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬激光射擊系統(tǒng)，其特征在于所述主控計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與其它橫擬激光射擊系統(tǒng)聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬激光射擊系統(tǒng)，其特征在于在進(jìn)行記分處理時，對目標(biāo)本身身體圖象被擊中的部位進(jìn)行區(qū)域劃分，根據(jù)被擊中的部位不同，進(jìn)行不同的記分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多目標(biāo)、多射手模擬激光射擊系統(tǒng),包括激光槍、目標(biāo)靶、攝像頭、采集卡、主控計算機(jī)、音響設(shè)備以及外置式計分系統(tǒng),所述激光槍至少有一只;系統(tǒng)首先生成目標(biāo)未被擊中時新的動畫幀,再收集經(jīng)激光點測量軟件系統(tǒng)處理后的圖像信號,首先判斷圖像內(nèi)是否有激光點,若有,再判斷激光點是否擊中目標(biāo),若擊中目標(biāo),則切換目標(biāo)被擊中后的新的動畫幀,由主控計算機(jī)判斷外置式計分系統(tǒng)傳來的信號,進(jìn)而判斷是哪支激光槍擊中的目標(biāo),并給相應(yīng)射手計分,并將各位射手得分排序。采用上述方案,可以處理多目標(biāo)、多射手產(chǎn)生的較復(fù)雜的射擊環(huán)境,內(nèi)容豐富、功能較強(qiáng);若與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,還可進(jìn)行網(wǎng)上比賽和排名。
文檔編號G06F19/00GK1348829SQ0113454
公開日2002年5月15日 申請日期2001年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月7日
發(fā)明者陳少元, 陳曉偉 申請人:陳少元