一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统及方法与流程

1.本发明涉及激光打靶
技术领域：
：，尤其涉及一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统及方法。
背景技术：
：：2.现有的打靶软件主要分为两大类：一类是通过虚拟现实技术结合定位追踪器tracker绑定的仿真枪打靶，另一类则是常见的单点触控影像打靶软件。采用虚拟现实技术的vr打靶软件，训练者需要佩戴htc头盔，受到头盔电源线的约束，不能很好的进行位置移动，同时还需要配备高性能主机，训练成本昂贵，随着训练时间的增加会感到眼部疲劳或头晕，社交互动也会收到一定的限制。采用单点触控影像打靶软件的打靶软件，则无法做到多人多枪同时训练，会造成时间的浪费，导致训练效率低下。技术实现要素：3.针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统及方法，将激光影像定位技术与多点触控技术结合，以满足多人同时训练打靶，训练者不需要佩戴昂贵且繁琐的头盔，不受任何场地限制，做到随用随练，提升了用户体验。4.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：5.一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统，包括控制模块，及分别与所述控制模块通信连接的打靶触发模块、打靶信号处理模块、打靶影像生成模块和打靶结果识别模块：所述打靶触发模块通过仿真枪上激光发射器发射的激光信号与屏幕进行交互；所述打靶信号处理模块通过多点触控协议接收器接收激光信号，再利用影像处理器根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号，并传输数字信号至所述打靶影像生成模块；所述打靶影像生成模块根据接收的数字信号，生成对应的场景和难度的打靶影像，再将打靶影像显示在所述屏幕上；所述打靶结果识别模块通过多点触控协议接收器接收激光信号，再利用激光影像定位技术将激光信号转换成对应的坐标数据，并传输坐标数据至所述控制模块；所述控制模块根据接收的坐标数据，判断是否命中靶子并计算环数，再将是否命中和环数显示在所述屏幕，和/或，存储是否命中和环数。6.优选方式为，所述系统还包括与所述控制模块电连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于登录交互界面，在交互界面输入用户名和编号，及设定靶子类型、场景时长和射击人数。7.优选方式为，所述控制模块计算环数的方法为：以靶子中心点为基准环数10环且已知中心点坐标，设每环之间的间距为d，通过引擎api得出命中点距离靶心之间的距离m，利用公式n＝10-(m/d)，计算出环数n。8.优选方式为，所述多点触控协议接收器为摄像头；9.所述系统还包括投影仪，所述投影仪的上面设置所述摄像头，且所述屏幕为所述投影仪投射形成。10.优选方式为，所述打靶结果识别模块通过激光影像跟踪技术捕捉命中点，使用多点触控协议将各个命中点的位置数据传入引擎。11.一种基于多点触控协议的激光影像打靶方法，包括以下步骤：12.s10、发射激光信号与屏幕进行交互，射击屏幕上显示的靶子；13.s20、基于多点触控协议，获取激光信号，根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号；14.s21、基于多点触控协议，获取激光信号，利用激光影像定位技术，将激光信号转换为对应的坐标数据；15.s30、根据数字信号，生成对应的场景和难度的打靶影像；16.s31、分析坐标数据，得出打靶结果；17.s40、将打靶影像显示在屏幕上；18.s41、将打靶结果显示在屏幕上，和/或，存储打靶结果为历史数据。19.优选方式为，在是s10之前，还包括以下步骤：20.s00、登录交互界面，输入用户名和编号，设定或选定场景时长、射击人数和靶子类型；21.则，所述s41具体为：22.将打靶结果显示在屏幕上，和/或，存储打靶结果为历史数据，历史数据包括用户名、编号和打靶结果。23.优选方式为，打靶结果包括是否命中靶子和环数；环数的计算方式为：以靶子中心点为基准环数10环且已知中心点坐标，设每环之间的间距为d，通过引擎api得出命中点距离靶心之间的距离m，利用公式n＝10-(m/d)，计算出环数n。24.优选方式为，所述s10具体为：投影仪将游戏画面投影到屏幕上，屏幕上显示多个相同或不同距离的靶子；通过仿真枪上的激光发射器发射激光信号，射击靶子，与屏幕进行交互；所述s20具体为：投影仪上的摄像头基于多点触控协议，获取激光信号，影像处理器根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号；所述s21具体为：投影仪上的摄像头基于多点触控协议，获取激光信号，利用激光影像定位技术，将激光信号转换为对应的坐标数据。25.优选方式为，所述打靶影像包括弹孔影像，弹孔影像通过对象池技术生成，生成的弹孔影像存储，反复调取使用。26.采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：27.由于本发明的基于多点触控协议的激光影像打靶系统及方法，其中系统包括控制模块、打靶触发模块、打靶信号处理模块、打靶影像生成模块、打靶结果识别模块，在进行打靶射击时，训练人员发射激光信号与屏幕进行交互，多点触控协议接收器接收激光信号，并根据接收的激光信号，得到对应的数据信号，根据数据信号生成对应的场景和难度的打靶影像，在屏幕上显示打靶影像，反馈给训练人员，同时根据激光信号，利用激光影像定位技术得到对应的坐标数据，分析坐标数据，得出打靶结果，比如是否命中靶子和环数，再将打靶结果显示在屏幕上，或存储打靶结果。可见，本发明将激光影像定位技术与多点触控技术结合，能够满足多人同时训练打靶；训练人员不需要佩戴昂贵且繁琐的头盔，不受任何场地限制，做到随用随练，提升了用户体验。附图说明28.图1是本发明中基于多点触控协议的激光影像打靶系统的原理框图；29.图2是本发明中基于多点触控协议的激光影像打靶方法的流程示意图。具体实施方式30.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。31.实施例一：32.如图1所示，一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统，包括投影仪、控制模块，及分别与控制模块通信连接的打靶触发模块、打靶信号处理模块、打靶影像生成模块、打靶结果识别模块和人机交互模块。33.打靶触发模块通过仿真枪上激光发射器发射的激光信号与屏幕进行交互；屏幕可为但不限于投影仪投射形成；激光发射器可为激光笔。当多人同时训练时，每个人均通过自己的仿真枪，发射激光信号去射击屏幕上所显示的靶子。34.打靶信号处理模块通过多点触控协议接收器接收激光信号，再利用影像处理器根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号，并传输数字信号至打靶影像生成模块。一种优选方案，多点触控协议接收器为摄像头，摄像头设在投影仪的上面。35.需要说明的是：所谓影像处理器，就是一个大型的集成电路芯片，主要功能是在成像过程中对ccd(或cmos)蓄积下的电荷信息进行处理，用于完成图像的压缩、显示和存储。36.当一人或多人训练时，发射的激光信号从屏幕反射到摄像头，即摄像头采集所有各激光信号，基于多点触控协议，将所有激光信号传输至影像处理器，由影像处理器处理每个激光信号。37.需要特别说明的是：多点触控协议tuio(table-topuserinterfacesobjects)，是一种可触多点协议，主要特点有：它是一种简单通用的协议，使用一组常规的参数来描述记录物体的信息，比如：位置、旋转、速度等等，同时还使用一组临时id来作为当前帧每个物体的唯一标识，通过使用tuio协议可以方便与程序直接进行交互，从而实现多人多枪多靶同时训练，使用激光影像跟踪技术捕捉命中点，配合使用该协议将各个命中点的位置数据传入引擎，实现交互逻辑，从根本上提高训练质量与数量。38.打靶影像生成模块根据接收的数字信号，生成对应的场景和难度的打靶影像，再将打靶影像显示在屏幕上；打靶影像包括相同或不同距离的靶子，以及弹孔影像。39.需要说明的是：弹孔影像采用的是对象池技术，主要用途为缓存和共享。对于经常使用的游戏对象，生成使用之后，先暂存起来，后续使用不需要再次生成新的游戏物体，而是优先调用之前缓存的物体，从而避免反复生成新的对象和销毁对象次数，减少内存占用，提高效率。40.不同距离的靶子成像原理为：画面呈现是通过比例换算模拟出的靶子缩放尺寸。例如：25米时的靶子为单位一，即靶子缩放为1，则根据简单的比例换算100米时的靶子缩放为：25/100＝0.25。41.打靶结果识别模块通过多点触控协议接收器接收激光信号，再利用激光影像定位技术将激光信号转换成对应的坐标数据，并传输坐标数据至控制模块。本实施例中打靶结果识别模块通过激光影像跟踪技术捕捉命中点，使用多点触控协议将各个命中点的位置数据传入引擎。42.控制模块根据接收的坐标数据，判断是否命中靶子并计算环数，再将是否命中和环数显示在屏幕，和/或，存储是否命中和环数。控制模块计算环数的方法为：以靶子中心点为基准环数10环且已知中心点坐标，设每环之间的间距为d，通过引擎api得出命中点距离靶心之间的距离m，利用公式n＝10-(m/d)，计算出环数n。43.系统还包括与控制模块电连接的人机交互模块，人机交互模块用于登录交互界面，在交互界面输入用户名和编号，及设定靶子类型、场景时长和射击人数。靶子类型分为固定靶、移动靶、起倒靶，枪械选择暂定步枪，靶位距离分为25、40、100、200米等不同距离，场景时长120s、180s，每靶射击5-10发，射击人数分为单双人两种，射击场景则分为草地、沙漠、废墟等；情景训练暂定一种真实战场。44.如图1所示，本发明的基于多点触控协议的激光影像打靶系统，其可利用实施例二所述的基于多点触控协议的激光影像打靶方法，进行打靶射击。45.在打靶射击之前，用户先登录界面输入的用户名、编号均为用户自定义输入，并且会随着后续的环数一起保存到本地，在历史成绩查询界面可以查到对应用户名、编号的详细数据。46.设定完成后，握持仿真枪射击，每个用户射击的激光信号，被投影仪上的摄像头采集后，基于多点触控协议传输至影像处理器，令影像处理器生成对应的打靶影像，该打靶影像再反馈至屏幕上，令用户身临其境，提升了用户体验效果。摄像头采集的激光信号，传输至控制模块后，控制模块再利用激光影像定位技术，分析处打靶结果，可将打靶结果显示在屏幕上，或者将打靶结果存储起来，与用户名和编号等一起形成历史数据。47.可见，本发明利用激光影像技术配合多点触控协议接收信号数据，在打靶影像生成模块中将信息处理计算，进而反馈到画面呈现，实现多人多靶同时训练；提高了射击训练的安全性和便捷性，无需使用实弹和实体靶，减少了事故风险和成本。提高了射击训练的效果和趣味性，可以模拟各种复杂和多变的射击环境和任务，增加了训练的挑战性和互动性。提高了射击训练的数据化和智能化，可以实时记录和分析射击数据，提供个性化的指导和建议。48.实施例二：49.如图2所示，一种基于多点触控协议的激光影像打靶方法，可应用于实施例一所述的基于多点触控协议的激光影像打靶系统，包括以下步骤：50.步骤s00、登录交互界面，输入用户名和编号，设定或选定场景时长、射击人数和靶子类型；在交互界面可进入精度选择界面，此界面可包含射击所需要的功能设置，靶子类型分为固定靶、移动靶、起倒靶，枪械选择暂定步枪，靶位距离分为25、40、100、200米等不同距离，场景时长120s、180s，每靶射击5-10发，射击人数分为单双人两种，射击场景则分为草地、沙漠、废墟等；情景训练暂定一种真实战场。51.步骤s10、发射激光信号与屏幕进行交互，射击屏幕上显示的靶子；在进行训练时，可由一人或多人，通过仿真枪上的激光发射器来发射激光信号，去射击屏幕上的靶子，其中屏幕则可为投影仪投影的屏幕。52.需要说明的是：投影仪将游戏画面投影到屏幕上，屏幕上显示多个相同或不同距离的靶子。不同距离的靶子显示原理为：画面呈现是通过比例换算模拟出的靶子缩放尺寸。例如：25米时的靶子为单位一，即靶子缩放为1，则根据简单的比例换算100米时的靶子缩放为：25/100＝0.25。53.步骤s20、基于多点触控协议，获取激光信号，根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号；具体的，投影仪上设置了摄像头，由摄像头去获取屏幕反射的激光信号，基于多点触控协议，摄像头将各激光信号传输给影像处理器，由影像处理器得出数字信号。54.步骤s21、基于多点触控协议，获取激光信号，利用激光影像定位技术，将激光信号转换为对应的坐标数据；55.步骤s30、根据数字信号，生成对应的场景和难度的打靶影像；即影像处理器将数字信号传输至打靶软件，打靶软件可以根据数字信号，生成不同场景和难度的打靶影像，反馈给用户；影像处理器和打靶软件之间通过多点触控协议进行通信。56.步骤s40、将打靶影像显示在屏幕上；打靶软件再将打靶影像传输至投影仪，投影仪将打靶影像投影在屏幕上。57.步骤s31、分析坐标数据，得出打靶结果；打靶结果包括是否命中靶子和环数；环数的计算方式为：以靶子中心点为基准环数10环且已知中心点坐标，设每环之间的间距为d，通过引擎api得出命中点距离靶心之间的距离m，利用公式n＝10-(m/d)，计算出环数n。58.步骤s41、将打靶结果显示在屏幕上，和/或，存储打靶结果为历史数据。具体地，将打靶结果显示在屏幕上，和/或，存储打靶结果为历史数据，历史数据包括用户名、编号和打靶结果。59.如图2所示，本发明的基于多点触控协议的激光影像打靶方法，主要是将激光影像定位技术与多点触控技术结合，能够满足多人同时训练打靶；训练人员不需要佩戴昂贵且繁琐的头盔，不受任何场地限制，做到随用随练，提升了用户体验。60.本发明提高了射击训练的安全性和便捷性，无需使用实弹和实体靶，减少了事故风险和成本。提高了射击训练的效果和趣味性，可以模拟各种复杂和多变的射击环境和任务，增加了训练的挑战性和互动性。提高了射击训练的数据化和智能化，可以实时记录和分析射击数据，提供个性化的指导和建议。61.本发明中打靶影像包括弹孔影像，弹孔影像通过对象池技术生成，生成的弹孔影像存储，反复调取使用。62.需要说明的是：弹孔影像采用的是对象池技术，它的原理有两点：缓存和共享。对于经常使用的游戏对象，生成使用之后，先暂存起来，后续使用不需要再次生成新的游戏物体，而是优先调用之前缓存的物体，从而避免反复生成新的对象和销毁对象次数，减少内存占用，提高效率。63.训练完毕的成绩统计数据，是根据每个靶位单独记录每发子弹的环数累计得出，等级划分则是依靠分数等级标准计算得出。64.情景模拟训练根据不同场景，不同的掩体位置，来随机生成掩体之后的目标，掩体位置数据采用json数据存储读取位置，进而生成对应掩体。json是一种常用的数据格式，特点是：小、快、易解析，使用方便，适合轻量化存储与读取。65.以上仅为所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统及方法的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统，其特征在于，包括控制模块，及分别与所述控制模块通信连接的打靶触发模块、打靶信号处理模块、打靶影像生成模块和打靶结果识别模块：所述打靶触发模块通过仿真枪上激光发射器发射的激光信号与屏幕进行交互；所述打靶信号处理模块通过多点触控协议接收器接收激光信号，再利用影像处理器根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号，并传输数字信号至所述打靶影像生成模块；所述打靶影像生成模块根据接收的数字信号，生成对应的场景和难度的打靶影像，再将打靶影像显示在所述屏幕上；所述打靶结果识别模块通过多点触控协议接收器接收激光信号，再利用激光影像定位技术将激光信号转换成对应的坐标数据，并传输坐标数据至所述控制模块；所述控制模块根据接收的坐标数据，判断是否命中靶子并计算环数，再将是否命中和环数显示在所述屏幕，和/或，存储是否命中和环数。2.根据权利要求1所述的基于多点触控协议的激光影像打靶系统，其特征在于，所述系统还包括与所述控制模块电连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于登录交互界面，在交互界面输入用户名和编号，及设定靶子类型、场景时长和射击人数。3.根据权利要求1所述的基于多点触控协议的激光影像打靶系统，其特征在于，所述控制模块计算环数的方法为：以靶子中心点为基准环数10环且已知中心点坐标，设每环之间的间距为d，通过引擎api得出命中点距离靶心之间的距离m，利用公式n＝10-(m/d)，计算出环数n。4.根据权利要求1所述的基于多点触控协议的激光影像打靶系统，其特征在于，所述多点触控协议接收器为摄像头；所述系统还包括投影仪，所述投影仪的上面设置所述摄像头，且所述屏幕为所述投影仪投射形成。5.根据权利要求1所述的基于多点触控协议的激光影像打靶系统，其特征在于，所述打靶结果识别模块通过激光影像跟踪技术捕捉命中点，使用多点触控协议将各个命中点的位置数据传入引擎。6.一种基于多点触控协议的激光影像打靶方法，其特征在于，包括以下步骤：s10、发射激光信号与屏幕进行交互，射击屏幕上显示的靶子；s20、基于多点触控协议，获取激光信号，根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号；s21、基于多点触控协议，获取激光信号，利用激光影像定位技术，将激光信号转换为对应的坐标数据；s30、根据数字信号，生成对应的场景和难度的打靶影像；s31、分析坐标数据，得出打靶结果；s40、将打靶影像显示在屏幕上；s41、将打靶结果显示在屏幕上，和/或，存储打靶结果为历史数据。7.根据权利要求6所述的基于多点触控协议的激光影像打靶方法，其特征在于，在是s10之前，还包括以下步骤：
s00、登录交互界面，输入用户名和编号，设定或选定场景时长、射击人数和靶子类型；则，所述s41具体为：将打靶结果显示在屏幕上，和/或，存储打靶结果为历史数据，历史数据包括用户名、编号和打靶结果。8.根据权利要求6所述的基于多点触控协议的激光影像打靶方法，其特征在于，打靶结果包括是否命中靶子和环数；环数的计算方式为：以靶子中心点为基准环数10环且已知中心点坐标，设每环之间的间距为d，通过引擎api得出命中点距离靶心之间的距离m，利用公式n＝10-(m/d)，计算出环数n。9.根据权利要求7所述的基于多点触控协议的激光影像打靶方法，其特征在于，所述s10具体为：投影仪将游戏画面投影到屏幕上，屏幕上显示多个相同或不同距离的靶子；通过仿真枪上的激光发射器发射激光信号，射击靶子，与屏幕进行交互；所述s20具体为：投影仪上的摄像头基于多点触控协议，获取激光信号，影像处理器根据激光信号的位置和强度，转换成对应的数字信号；所述s21具体为：投影仪上的摄像头基于多点触控协议，获取激光信号，利用激光影像定位技术，将激光信号转换为对应的坐标数据。10.根据权利要求6所述的基于多点触控协议的激光影像打靶方法，其特征在于，所述打靶影像包括弹孔影像，弹孔影像通过对象池技术生成，生成的弹孔影像存储，反复调取使用。

技术总结
本发明公开了一种基于多点触控协议的激光影像打靶系统及方法，其中系统包括控制模块、打靶触发模块、打靶信号处理模块、打靶影像生成模块、打靶结果识别模块；训练时，用户发射激光信号与屏幕进行交互，多点触控协议接收器接收激光信号，再得到对应的数据信号，根据数据信号生成对应的场景和难度的打靶影像，显示打靶影像，以反馈给用户；同时利用激光影像定位技术，得到激光信号对应的坐标数据，分析坐标数据，得出打靶结果，再将打靶结果显示在屏幕上，或存储打靶结果。可见，本发明将激光影像定位技术与多点触控技术结合，以满足多人同时训练打靶，且用户不需佩戴昂贵且繁琐的头盔，不受任何场地限制，做到随用随练，提升了用户体验。体验。体验。


技术研发人员：王俊惠 严小天 刘宁 郭秋华 李海龙
受保护的技术使用者：青岛虚拟现实研究院有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/10/6