自动射击（精选5篇）
自动射击 篇1
1 方案论证与比较
1.1 控制模块方案原则
采用M SP430F149控制芯片为主控制器, M SP430单片机是一种16位的超低功耗的混合信号处理器更适合于低功耗、高速实时控制以及数据计算。
1.2 电机模块方案选择
采用步进电机带动激光枪, 两个电机控制激光枪的上下左右转动使得激光打靶准确, 稳定, 可靠。
1.3 电动机驱动模块的选择
采用高耐压、大电流达林顿陈列—U LN 2003做驱动电路。
1.4 显示方案选择
采用12864显示胸环靶的图形, 弹着点及大把的环数和方位。
1.5 摄像头选择
采用集成度高、功耗低、成本低C M O S摄像头O V 7620。
1.6 系统总体方案
2 理论分析与计算
2.1 步进电机分析与设计
系统用U LN 2003驱动28B Y J-48步进电机控制激光笔的上下左右打靶。给步进电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角, 电机一个周期转动5.625度, 每个周期有八个脉冲, i=8, 即一个脉冲转0.703135度, 若转X度i=x/0.703135=1.422x, 若想使激光灯打靶在不同环数内, 则要控制好电机转动的角度。
2.2 环数及方位显示
摄像头采集信息后, 数据经单片机后将环数及方位示在12864, 要经过计算。首先摄像头采集信息, 根据颜色将光点和背景分开, 再根据光点和圆心的长度占最外环半径的比例确定环数, 连线长度可由勾股定理计算, 圆心及圆环可用霍夫圆检测得到。
3 电路与程序设计
3.1 系统总体设计
3.2 激光灯电路分析与设计
三极管具有开关及放大作用, 电流放大驱动激光笔发射激光, 开关作用控制光斑的有无, 另串联一个2K电阻用来保护电路。
3.3 稳压模块电路设计
由于电源电压不稳定, 故采用7805稳压模块。
3.4 软件设计
程序功能描述及程序流程图:
1) 按键按下, 步进电机的转动控制激光上下左右打靶;
2) 摄像头采集靶面图像, 经过图像处理将数据传到单片机上;
3) 通过12864显示打靶环数和方位。
流程图如下:
若按键6按下, O V 7620接收到命令采集靶面图像, 将采集到信息送到单片机处理, 最后通过12864显示方位和环数。
4 系统测试与数据分析
4.1 测试方法和过程
转动步进电机, 调整激光枪的弹着点, 通过摄像头识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑, 在12864显示弹着点的环数与方位信息。
4.2 测试仪器
直尺, 卷尺, 万用表。
4.3 测试结果分析
测试中激光笔能根据设定实现准确打靶, 由于步进电机的精度不够, 测试中也存在打靶击中环线的情况。总体而言, 偏差不大, 能基本实现题目要求。
摘要：为了满足激光自动射击打靶的设计要求, 设计了以MSP430F149单片机为主控制器核心的控制系统, 包括电机驱动模块, 显示模块, 摄像头模块, 电源稳压模块等。利用ULN2003驱动两个步进电机, 控制激光笔的上下左右转动, 并用键盘按键控制系统的功能选择;通过CMOS摄像头OV7620采集靶面图像, 隔行扫描图像送入单片机处理;并采用12864显示打靶的环数和具体方位。
关键词：MSP430单片机,步进电机,OV7620,12864液晶
参考文献
[1]华成英.模拟电子技术基础.第三版.北京:高等教育出版社, 2001.
[2]胡大可.MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用[M].航空航天大学出版社, 2000.
[3]余剑.基于CMOS图像传感器的激光射击模拟训练系统的研究[D].硕士学位论文.南京:南京理工大学, 2005.
自动射击 篇2
老师说：“今天，我们要玩射击。第一、我们要一张白纸来做纸团，或者做子弹。投中白板上的圈，就能得相应的分数。”在老师说的时候我们已经跃跃欲试、迫不及待了。我们组先派出了我来试玩游戏。当时我的心里特别紧张，随便一投，因为力气太大了，所以没有投好。在近距离比赛的时候，我的脚一只横着，一只竖着，目光一直都死盯着5分。我的手一只来瞄准，一只来投球，当时我的心里特别紧张，像一只小白兔上蹦下跳，果然成功投到了3分，我高兴得跳了起来。
这节课让我感觉特别开心，想再投一个满分呢!
激光枪自动射击系统的研究 篇3
1.1 基本方案描述
本装置由两部分构成:激光打靶部分和图像采集部分。
激光打靶:利用ULN2003驱动步进电机, 通过单片机控制两个步进电机转动带动激光笔上下, 左右移动打靶。靶面图像由数字摄像头OV7620采集后经单片机处理, 将结果显示在1602上。同时采用红外线遥控装置 (代替了键盘) 进行打靶控制和模式转换。
图像采集:靶面图像由数字摄像头OV7620采集后经另一片MSP430F149处理, 将结果显示在1602上。
1.2 各模块方案的比较与选择
(1) 控制模块。
采用TI公司的MSP430F149单片机为主控制芯片, 该芯片有非常丰富的资源:6个8位并行口, 其中两个有中断功能, 12位的ADC, 强大的定时器, 精密的比较器, 大容量的RAM和ROM, 可存储大容量的程序。
(2) 电机模块。
选择步进电机作为驱动模块, 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移 (或线位移) 的机电组件, 它的转角与转速分别取决于脉冲信号的数量和频率。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点, 使使得它可以达到很高的控制精度, 且控制难度要比直流电机小得多。
(3) 电机驱动模块。
选择ULN2003作为电机驱动模块, ULN2003为极电极开路驱动芯片, 配合步进电机使用。并且ULN2003的价格与常用的L298H相比较低。
(4) 红外线接收及LCD交互模块。
显示模块采用液晶1602, 采用并口方式传输, 简化软件设计, 同时价格低廉。红外线接收装置采用VS1838, 通过遥控器操控进行功能选择和激光笔的打靶控制。
(5) 摄像头选择。
摄像头选用OV7620, OV7620的是一个高度集成的高分辨率 (640x480) 的隔行/逐行扫描CMOS数码彩色/黑白摄像机芯片。数字视频端口支持60HZ的YCrCb4:2:2, 16位/8位格式, ZV端口输出格式, RGB原始数据16Bit/8Bit输出格式和CCIR601/CCIR656格式。内置串行相机控制总线 (SCCB的) 接口提供了一种简单的方法控制内置摄像头功能。
2理论分析与计算
2.1 射击位控制电路分析、计算
本设计中采用的是两个同种型号的四相步进电机, 分别控制检测模块在水平方向和竖直方向上的旋转。由于步进电机应用于低速场合, 需要加上减速装置来细分步数以提高定位精度并减少噪声。电机的位置和速度由导电次数 (脉冲数) 和频率成一一对应关系, 因此要想控制旋转的位置和速度必须先算出步进电机的步距角。步距角的算法如下:
当函数参数为2040时步进电机转4圈, 则参数为1时步距角为undefined
2.2 靶位检测电路分析、计算
由于MSP430F149的RAM过小, 加之其主频最多8M, 最终选择提取12*12的图像, 首先通过串口调试摄像头。测得距靶的最优距离大约40厘米左右。同时测得红外线点的灰度值为所有点的最大值, 中心的黑胶带灰度值为最小值。然后根据此灰度值计算出两点在数组中的位置, 再根据40厘米的比例即可推算出环数及方位信息。
3电路与程序设计
该部分主要由胸环靶的检测方法与程序设计及射击位的控制方法与程序设计组成, 利用标准C编程, 简单易懂。
4测试结果及误差分析
4.1 弹着点检测
测试方法:通过摄像头识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑, 并显示弹着点的环数与方位信息。
误差分析:外界光线及距离误差干扰。
4.2 10环打靶
测试方法:自动控制激光枪, 在15秒内将激光束光斑从胸环靶上的指定位置迅速瞄准击中靶心 (即10环区域) 。
实验结果:由于内建坐标系, 做到了精确置位。
4.3 任意环数打靶
测试方法:可根据任意设定的环数, 控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应位置。
实验结果:由于内建虚拟坐标, 做到了超精确定位。
摘要：激光枪自动射击装置以MSP430F149单片机为控制核心, 利用ULN2003驱动步进电机, 通过单片机控制两个步进电机转动带动激光笔上下, 左右移动打靶。靶面图像由数字摄像头OV7620采集后经单片机处理, 将结果显示在液晶显示器1602上。单片机接收到的所有信号均来自红外遥控器, 实现无线遥控功能。此装置基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法, 实现了激光枪自动射击功能。
关键词：自动射击,单片机MSP430F149,步进电机,红外遥控
参考文献
[1]董磊.基于MSP430F169的步进电机控制系统.吉林大学学报[J] (信息科学版) , 2011.06
[2]华成英.《模拟电子技术基本教程》.清华大学出版社.2006
[3]谢楷.《MSP430系列单片机系统工程设计与实践》.机械工业出版社[J]2009.7
军事模拟射击体验 篇4
“五一”期间，陕西宝鸡儿童职业体验馆正式开幕，作为西部地区首家儿童体验乐园很受当地群众欢迎，时尚的儿童娱乐设备深受孩子的喜爱，众多家长带领孩子纷纷前来体验，宝鸡嘉年华儿童体验乐园引起了当地年轻消费者的关注。
在现场儿童体验过程中，飞行模拟驾驶体验、3D实感军事射击体验、体感互动游戏尤为受欢迎。据悉，3D实感军事射击体验主题设计出自北京幻视联创公司，紧张刺激的射击游戏成为了体验馆中焦点之一。
幻视联创设计总监：“儿童职业体验中心的太空飞行模拟器驾驶、军事模拟射击体验、体感游戏等多种高科技娱乐，不仅让孩子们玩的开心，而且对于高科技也会有一个体验认知，主动实践并接受，这个过程很重要。这里是专属于孩子的天地，在这里可以帮助家长发掘孩子们的兴趣所在，很有意义。”
儿童体验乐园的发展空间很大，正处于成长中的孩子们，正是接受教育、学习知识的好时期。儿童体验乐园除了提供娱乐供孩子们玩耍外，更多的参与了一些亲子互动的娱乐项目，如合作太空模拟飞行、实感体验射击游戏、汽车驾驶体验等，增加了家长与孩子的娱乐交流，更多的亲子参与、互动体验是儿童体验乐园的价值所在，更进一步地巩固了繁忙的家长与孩子的感情。
军事模拟射击战场采用三维立体仿真场景，包括：平原、山地、丘陵、海面；晴天、下雨、下雪、雾天等多种天候。战场上有碉堡、堑壕、士兵、坦克、舰艇目标。游客互动体验对固定目标射击、对炮兵敌人射击、对水面舰艇射击等激烈战斗。
自动射击 篇5
随着现代社会的飞速发展,国防综合实力对于一个国家的安定发展显得尤为重要。在打靶射击训练方面,大多以实打实投为主,危险性高,投入量大。因此,模拟射击装置可以有效避免此类问题,不仅可以提高射击训练效率,更大大降低危险率,节省国防开支 [1]。传统模拟射击装置一般采用51系列单片机控制系统,这种装置应用广泛,但由于其复杂算法的局限,使得该装置复杂度高、精确度低,已经不能满足现代国防高质量的射击训练要求。因此,在传统模拟射击装置系统基础上作出改进十分必要。
本设计采用MSP430F169单片机作为控制系统,由于其强大的处理能力、丰富的片内外围模块、方便高效的开发环境、超低功耗以及系统工作稳定等优点,采用两片MSP430F169单片机分别对8个单元模块进行监测和控制,减轻了CPU的负担,提高系统的工作效率,通过摄像头视频处理技术获取环靶上弹着点图像并进行处理,由无线收发模块 (nrf24L01) 进行数据传送,最终实现将弹着点信息显示在液晶显示器。
1 自动射击装置基本原理
电源电路运用MC7805将直流12V稳压输出直流5V,在实际应用电路中芯片输入端和输出端与地之间除分别接大容量滤波电容外,通常还需要在芯片引出脚根部接小容量(0.1μF ~ 10μF)电容Ci、C0 到地。Ci 用于抑制芯片自激振荡,C0 用于减小高频噪声。
由于摄像头采集的数据量大和单片机内存较小的特点,需要将数据缓存,将摄像头所采集的数据首先送入外部存储器(FIFO存储器)存储图像像素点的数据,单片机从FIFO中依次取出数据进行处理和分析。
为了便于图像处理,需要开辟两个缓冲区,分别用于保存当前图像以及处理上一次图像。单片机的RAM就不够用,需将图像进行压缩处理使最终的图像大小为88×72,既满足控制精度的要求,也能解决RAM不足问题。在FIFO存入数据时,采集的第一幅图像存取的是一张无弹着点的参照图像。再对每一行定义一个阈值,每一行都用该行的阈值进行分割。最后按照以下规则进行阈值传递 :若第r行分割出来的黑色区域是连续的,则计算目标区域和背景区域的平均灰度值,作为当前行和下一行的阈值。若第r行分割出来的黑色区域是空集或者不连续,则保持当前行和下一行的阈值不变。
2 激光枪自动射击装置系统设计
2.1 系统硬件部分
本设计中系统的核心部分是FIFO模块对数据的采集和处理。将直流12V稳压输出直流5V的电源电路对于整个系统也至关重要。其中FIFO模块电路原理图和电源电路原理图如图附件所示。
2.2 系统的软件部分
该设计将 摄像头设 置为输出CIF(352×288)格式的图像,输出数据格式为YUV(4:2:2)。若我们只 取Y量,即可得到黑白图像。一次图像采集完成后,得到一幅原始二值图像信息,同时将标志cunchu1置1。当主程序检测到此标志时启动程序。考虑到图像中有效的信息为简单的光亮斑点,必然具有一定的连续性,所以,可以采取将图像从左至右依次逐行邻域查询的方法,即根据已经确定的亮斑位置,在此亮斑的一个邻域内查找亮点,超出此领域的亮点都认为是无效的。按此方法,只要能够确定某一行亮点块的中心位置,便能逐行确定有亮点块的位置,最后取出有亮点块的数据存入单片机。
3 系统测试与结果分析
自制环靶是在不反光的白布上画一组(6个)相距5cm的同心圆(先款不超过1mm),白布长80cm,宽80cm,离地面高度2cm,最内圆环直径10cm,圆环内为10环区域,从最内环至最外环依次分别为9、8、7、6、5环区域,最外环外为脱靶。直尺精度0.1cm,米尺精度0.1m。对该系统进行液晶显示器显示弹着点的环数与方位信息的测试,多次测试取实验结果平均值。从该装置系统的实验数据可以得到 :液晶显示器显示任务很好地完成。
4 结论
本设计是研究智能快速高精度激光枪自动射击的装置,通过对该系统的设计以及试验过程中的调试和不断改进,可以得出以MSP430超低功耗处理器为主要特点的激光枪自动射击系统,不仅简化该装置降低了复杂度,也提升了其精确度。系统以两个MSP430单片机分别控制激光枪运转以及图像采集处理,减轻了CPU的负担,单片机的处理速度得到改善,提高了系统的工作效率。
摘要：针对目前激光射击模拟训练系统复杂、精度低、效率不高等性能的不足,提出以MSP430超低功耗处理器为核心的激光枪自动射击系统设计,该智能激光系统能击中环靶上的某一位置并用摄像头获取其弹着点图像,进行弹着点位置识别,最终将弹着点位置及时准确的显示在液晶屏。本设计以两个MSP430单片机分别控制激光枪的运转和图像采集,以实现打靶弹着点的精确调整和图像的迅速捕获与识别。