E题自动射击报靶装置

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激光枪自动射击装置

激光枪自动射击装置（E题）摘要：本设计采用FPGA和STM32单片机作为控制处理核心单元。

FPGA采用SOPC技术，控制COMS数字摄像头OV7620对图像进行捕获、处理，识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑，并在液晶屏上显示胸环靶的相应图形和弹着点的环数与方位信息。

STM32通过无线模块接收弹着点准确信息，控制舵机旋转，从而控制激光枪的精准瞄准。

本系统具有人机交换界面，各参数及测试模式可由键盘输入并显示，智能性好，反应速度快，完成了题目的所有基本指标及全部发挥部分要求。

关键词：FPGA；SOPC；摄像头；打靶一、系统方案1.1整体方案描述本系统以FPGA和STM32单片机为核心实现了环数及方位识别、无线传输、液晶显示、模式设定及激光枪精确打靶等功能。

FPGA采用SOPC技术，驱动COMS 数字摄像头OV7620捕获图像，获取图像数据，利用二值化、边缘检测等图像处理算法，识别激光枪投射在胸环靶上的弹着点光斑，获取弹着点的环数与方位信息，并将信息通过NRF24L01无线模块传输给STM32单片机进行相应的处理。

STM32单片机通过NRF24L01无线模块接收弹着点准确信息，并在液晶上显示出来。

此外，STM32单片机通过控制舵机旋转，驱动激光枪精准瞄准，实现从胸环靶上的指定位置迅速瞄准并击中靶心的功能，以及可通过键盘设定环数，控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应位置。

本系统总体结构框图如图1所示。

1.2方案比较与选择1.1.1摄像头方案一：采用CCD摄像头。

CCD摄像头具有分辨率高、接线简单等优点。

但由于其输出是模拟信号，后级还需加上解码芯片，结构复杂，且处理困难。

方案二：采用CMOS数字摄像头。

CMOS数字摄像头具有体积小，工作电压低，提供单片VGA摄像头和影像处理器的所有功能等优点。

综合上述比较，考虑到本设计采用FPGA处理，而CMOS摄像头输出是数字信号，可直接由FPGA处理，非常方便，故选择方案二。

2023年全国赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题(E题)

2023年全国赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题（E题）参赛注意事项（1）20xx年x月xx日8:00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（5）20xx年x月xx日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

激光枪自动射击装置（E题）【本科组】一、任务设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。

该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，其结构示意见图1。

二、要求1．基本要求（1）用激光笔改装激光枪，激光枪可受电路控制发射激光束，激光束照射于胸环靶上弹着点的光斑直径＜5mm；激光枪与胸环靶间距离为3m。

图1 激光枪自动射击装置示意图（2）激光枪固定在一机构上，可通过键盘控制激光枪的弹着点（用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离）。

（3）制作弹着点检测电路，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。

其中环数包括：10、9、8、7、6、5、脱靶；方位信息是指弹着点与10环区域的相对位置，包括：中心、正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下。

详见图2-b。

2．发挥部分（1）在图形点阵显示器上显示胸环靶的相应图形，并闪烁显示弹着点。

（2）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并击中靶心（即10环区域）。

（3）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。

一种射击靶场报靶装置[实用新型专利]

专利名称：一种射击靶场报靶装置专利类型：实用新型专利
发明人：任杰,郝华,杨训超
申请号：CN201921749059.5申请日：20191018
公开号：CN211317076U
公开日：
20200821
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种射击靶场报靶装置，包括支撑杆、传输电子元件、拍摄机构和电机，所述支撑杆的顶部安装有传输电子元件，所述中转仓的顶部设置有喷嘴，所述传输电子元件的底部固定有套管，所述套管的底部固定有吸盘，所述套管的边侧固定有密封仓，所述曲轴的外侧设置有连接筒，所述隔离板的顶部和底部铰接有阀门，所述密封仓的顶部固定有第一导管，所述密封仓底部远离电机的一侧安装有第二导管，且第二导管与密封仓相互连通，并且第二导管远离密封仓的一端与过滤网连通。

该射击靶场报靶装置，在室外进行使用时，可以利用吸盘将其牢牢的吸附在地面上，增加其使用过程中的稳固性，以及在使用使其不需要人工对其拍摄窗口进行清理，十分方便。

申请人：江苏戎金燚电子科技有限公司
地址：210000 江苏省南京市玄武区玄武大道699-27号1幢
国籍：CN
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激光枪自动射击报靶装置

电
子
测
试
激光枪自动射击报靶装置
陈启昂潘瑶麟楼奇力
（中国计量学院现代科技学院３１００１８）
摘要：本文设计的是一个自动射击报靶装置，主要由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路这几个部分构成。整个系统是以Ｋ６０单片机为控制核心，通过摄像头，对胸环靶进行图像采集、处理，反馈给单片机，判断出弹着点所在位置，并且能通过
ｒｏｕｎｄｔａｒｇｅｔｇｒａｐｈｉｃｓ，ａｎｄｆｌａｓｈｄｉｓｐｌａｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ．Ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｌａｓｅｒｇｕｎｓ，ｔｈｅｌａｓｅｒｂｅａｍｓｐｏｔｉｎ１５ｓｅｃｏｎｄｓｆｒｏｍｔｈｅｒａｐｉｄａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｌｏｃａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｈｅｓｔｒｏｕｎｄｔａｒｇｅｔａｎｄｈｉｔｔｈｅｂｕｌ１ ’Ｓ —
Ｇｕｎａｎｄａｉｍｉｎｇ，ｃｈｅｓｔｒｏｕｎｄｔａｒｇｅｔ，ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｔｈａｔｓｏｍｅｐａｒｔｓ．Ｔｈｅｅｎｔｉｒｅｓｙｓｔｅｍｉｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｋ６０ｍｉｃｒｏｃＯｎｔｒｏｌ１ｅｒｃｏｒｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃａｍｅｒａ，ｏｎｔｈｅｃｈｅｓｔｒｏｕｎｄｔａｒｇｅｔｆｏｒｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｆｅｅｄｂａｃｋｔｏｔｈｅＳＣＭ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｅｒｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｃａｎｕｓｅｔｈｅｋｅｙｂｏａｒｄｔｏｃｈａｎｇｅｔｈｅｗａｖｅｐｗｍｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒｔｕｒｎｓｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅａｎｇｌｅ，ｔｈｕｓｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｌａｓｅｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｂａｓｉｃ

自动射击报靶装置

自动射击报靶装置徐暑葛宇清李亚运南京医科大学基础医学院生物医学工程系一．引言 (5)二．硬件部分方案设计 (5)1.激光笔方位控制方案论证 (6)1．1电机选择方案 (6)1.2电机驱动模块的方案论证 (6)1.3电机组合方案 (7)1.4激光枪控制方案论证 (8)2.图像采集方案 (8)3.无线通讯模块 (9)4.显示模块 (9)四：软件部分设计 (11)1.射击位控制 (11)2.靶位检测的分析 (12)四．系统调试 (17)2.测试内容 (17)a.基础要求 (17)b.发挥部分 (18)3.结果分析 (18)附录： (19)摘要：系统采用两片MSP430F149作为激光枪自动射击装置控制系统的控制核心，其中1片作为主MCU控制激光枪模块的击发、自动瞄准程序、通过弹着点坐标判定打靶环数及方位，自动报靶及在12684液晶屏上显示弹着点位置等功能，另外1片MSP430F149单片机进行图像识别处理，确定弹着点坐标，并通过nrf905无线发送给主MCU，其中弹着点检测采用带有FIFO的OV7670摄像头模块进行图像信息的采集。

主控制模块单片机接收弹着点的坐标信息，进而控制电机运转方向及步数进行弹着点的调整。

本系统可实现激光枪自动射击，通过键盘控制激光枪的弹着点在胸靶上位置，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，同时具有易于操作，精确控制，低功耗等优点。

关键词：MSP430；ov7670摄像头；自动射击；nrf905Abstract：The system uses two MSP430s as Cybernetics Core of the laser gun automatic shooting device .One MSP430 is used as main MCU.It controls the shooting of the laser gun ,also used in auto-targeting program. It determines the number of target loop and location through the coordinate of the impact point.Another MSP430F149 MCU is for image recognition processing, determing the coordinates of the spot and send the message to the main MCU through the NRF905 wireless. The impact point detection module acquires an OV7670 camera with a FIFO. The camera is for the acquisition of the image information.After receiving the impact point location information, the MSP430 would control the motor so that it could make adjustments about the impact point.This system can realize automatic shooting ,. We can set Where the impact point locates on the target through the keyboard.. It also can show tthe number of target loop and the locate information of the impact point.Meanwhile it has such advantages like easy operation, accurate control and low power consumption. Keyword: MSP430；ov7670camera;automatically shooting;一．引言题目要求制作一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。

实弹射击自动报靶装置[实用新型专利]

专利名称：实弹射击自动报靶装置
专利类型：实用新型专利
发明人：方亚生,项道才,陈焕运,陈坤峰申请号：CN00213622.8
申请日：20000228
公开号：CN2423562Y
公开日：
20010314
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种实弹射击自动报靶装置,由环数和区位接收电路与锁存电路,触发电路相连,接收电路产生一触发信号,触发信号再由控制盒CPU检测并处理,然后经有线或无线式,经过软件处理,再变换成模拟信号,经放大、驱动送扬声器或耳机,实现自动报靶。

不需人工,可实现自动报靶,提高了准确性,速度和安全性。

可以应用于手枪,冲锋枪,半自动和自动步枪,还可以应用于轻、重机枪,40火箭筒,非瞬发引信直瞄火炮等各类重武器的实弹射击报靶。

申请人：中国人民解放军山东省青岛市黄岛区人民武装部
地址：266500 山东省青岛市黄岛区人民武装部
国籍：CN
代理机构：青岛市专利服务中心
代理人：迟承柏
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一种轻武器射击自动报靶装置[实用新型专利]

(10)授权公告号(45)授权公告日 (21)申请号 201520601821.0(22)申请日 2015.08.12F41J 5/00(2006.01)(73)专利权人董高庆地址102202 北京市昌平区南口63936部队四室(72)发明人董高庆(54)实用新型名称一种轻武器射击自动报靶装置(57)摘要本实用新型属于轻武器射击训练保障技术领域，涉及一种轻武器射击自动报靶装置。

它包括有靶标、靶标支架、靶机、靶机座、射手显示器，还包括有：压力传感器、传感器固定支架、模拟信号处理器、数字信号处理器、数传载体。

其优点是，传感器置于靶机前面板内侧，无需防风及防雨措施；靶机结构设计、加工调试简单，生产成本低，定位精度高，使用方便，实时性强，不受风雨的影响，实现了报靶器准确报靶，提高了射击训练效率。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页说明书3页附图1页CN 205175231 U 2016.04.20C N 205175231U1.一种轻武器射击自动报靶装置，其特征是：包括有靶标(1)、靶标支架(2)、靶机(8)、靶机座(9)、射手显示器(10)，其特征是：还包括有：压力传感器(4)、传感器固定支架(3)、模拟信号处理器(5)、数字信号处理器(6)、数传载体(7)；压力传感器(4)安装于传感器固定支架(3)上；传感器固定支架(3)固定于靶机(8)的前面板内侧；压力传感器(4)输出连接至模拟信号处理器(5)输入端，模拟信号处理器(5)输出端连接至数字信号处理器(6)输入端，数字信号处理器(6)输出端连接至数传载体(7)；传感器固定支架(3)、靶机(8)、靶机座(9)组装为一个整体。

2.根据权利要求1所述的轻武器射击自动报靶装置，其特征是：所述的压力传感器(4)的布局为“Δ”字型。

权　利　要　求　书1/1页CN 205175231 U一种轻武器射击自动报靶装置技术领域[0001]本实用新型属于轻武器射击训练保障技术领域，涉及一种轻武器射击自动报靶装置。

激光枪自动射击报靶装置

激光枪自动射击报靶装置
陈启昂; 潘瑶麟; 楼奇力
【期刊名称】《《电子测试》》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】本文设计的是一个自动射击报靶装置,主要由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路这几个部分构成。

整个系统是以K60单片机为控制核心,通过摄像头,对胸环靶进行图像采集、处理,反馈给单片机,判断出弹着点所在位置,并且能通过键盘来改变PWM波使伺服电机转动相应角度,从而调控激光枪的弹着点。

除基本
要求满足外,本系统设计了一些拓展环节:图形点阵显示器上显示胸环靶的相应图形,并闪烁显示弹着点。

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并击中靶心(即10环区域),其他:任意给环数,激光笔打到相应位置,相当
精确,并且能够语音报靶。

【总页数】3页(P14-16)
【作者】陈启昂; 潘瑶麟; 楼奇力
【作者单位】中国计量学院现代科技学院 310018
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于CCD的激光枪自动射击报靶装置 [J], 申红明;王桂星;曹永飞;杨永杰;王燊磊
2.基于MSP430的快速高精度激光枪自动射击装置设计 [J], 伍芷娴;周仁红;吴晓
玲
3.激光枪自动射击装置 [J], 刘可可
4.基于单片机的激光自动射击报靶装置的研究与设计 [J], 吴恩铭
5.激光枪自动射击报靶装置 [J], 陈启昂; 潘瑶麟; 楼奇力
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2012年江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）试题
参赛注意事项
（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。

（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。

（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）2012年8月8日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

激光枪自动射击装置（E题）
【本科组】
一、任务
设计一个能够控制激光枪击发、自动报靶及自动瞄准等功能的电子系统。

该系统由激光枪及瞄准机构、胸环靶、弹着点检测电路组成，其结构见图1。

二、要求
1．基本要求
（1）用激光笔改装激光枪，激光枪
可受电路控制发射激光束，激光束照射于
胸环靶上弹着点的光斑直径＜5mm；激光
枪与胸环靶间距离为3m。

图1 简易自动报靶装置示意图（2）激光枪固定在一机构上，可通过键盘控制激光枪的弹着点（用键盘设置激光束在靶纸上上下、左右移动一定距离）。

（3）制作弹着点检测电路，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。

详见图2-b。

2．发挥部分
（1）在图形点阵显示器上显示胸环靶的相应图形，并闪烁显示弹着点。

（2）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）。

（3）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。

（4）其他
2-a 胸环靶尺寸2-b胸环靶环数及方位信息示意
图2 胸环靶示意图
三、说明
1．激光枪可以由市场上的激光笔改造，由电路控制击发；每次击发使光斑维持3～5s时间，但此期间不得移动光斑。

2．可采用步进电机、舵机或直流电机等机构对激光枪进行两维控制，以实现瞄准。

激光枪及相关机构可由支架支撑。

3．胸环靶是在不反光的白纸画有一组相距5cm的同心圆(线宽不超过1mm)，最内圆环直径10cm，圆环内为10环区域，从最内环至最外环间分别为9、8、7、6、5环区域，最外环外为脱靶。

胸环靶上不允许设置摄像头以外的传感器。

4．当激光枪的弹着点落在胸环靶的环线上时，报靶时采取就高不就低的原则。

例如，弹着点在8环与9环之间的环线上时，则认为是9环。

5．在不影响靶纸上圆环线的前提下，允许在靶纸上做标记。

6．在完成发挥部分要求时，在正式击发前允许进行1-2次试射；但试射次数越少越好。

7．不限制摄像头及弹着点检测电路的安装位置，但应方便搬运与快速安装。

8．测试时自带胸环靶纸，测试评审现场可提供粘贴胸环靶的支架。

四、评分标准
设计报告
项目主要内容分数系统方案
比较与选择
方案描述
4 理论分析与计算
射击位控制电路分析、计算
靶位检测电路分析、计算
6 电路与程序设计
胸环靶的检测方法与程序设计
射击位的控制方法与程序设计
4 测试方案与测试结
果
3 设计报告结构及规
范性
摘要
设计报告结构、版面
图表的规范性
3 总分20
基本
要求
实际制作完成情况50
发挥部分完成第（1）项 5 完成第（2）项20 完成第（3）项15 完成第（4）项10 总分50。