激光枪自动射击打靶装置
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。
激光自动射击装置设计与研究
先选用 了 ０ Ｖ ７ ６ ２ ０进行实验 ， 对数字摄像头 的可行性进行论 证。 实验 之 后 ， 得 出结 论 ： 数字摄像头 ０ Ｖ ７ ６ ２ ０可 以直 接 输 出 ８ 路 数字 图像 信号 ， 使 主板硬 件电路 的简化成 为可能 ， 且能 够达到 ６ ０帧 ／ ｓ的帧速率 ， 但需要对其 内部寄存器进行适 当 设 置。 因此 ， 最终我们采用 了 Ｃ ＭＯ Ｓ模拟图像传感器方案。 通过 比较 ， 最终我们采用方案二 。 １ ． ２系统功能硬件设计 本 系统将外 接 的 Ａ Ｃ ～Ｄ Ｃ ２ ２ ０ Ｖ转 １ ２ Ｖ的直流 电源为 系统供电 ，通过 电源稳压芯片为系统提供 ５ ｖ电压。Ｘ Ｓ １ ２ ８
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激光枪自动射击报靶装置
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 ３ １ ０ ０ １ ８ ）
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 Ｋ ６ ０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
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2012 TI杯 辽宁省 电子设计大赛 控制组 激光打靶
2012年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛论文课题:激光枪自动射击装置（E题）指导教师：张云洲参赛学生：邓迅常韫恒方智摘要：为了满足激光枪自动射击装置的设计要求，设计了以微控制器为核心的控制系统和算法。
首先进行了各单元电路方案的比较论证，确定了硬件设计方案。
激光枪自动射击装置采用了摄像头进行激光枪落点识别，采用基于Cortex-M4内核的微控制器MK60DN512ZVLQ104作为控制核心，该芯片具有主频高、存储空间大、片内资源丰富等特性。
通过舵机及PID控制算法实现了对激光笔的精准控制。
系统显示单元选用了图形点阵式高速LCD12864，通过串行数据通信实现系统的调试。
实际测试表明，所采用的设计方案先进有效，完全达到了设计要求。
关键词：自动射击，摄像头，舵机1、系统方案的设计与论证1.1 系统总体框架整个系统主要分为处理器模块、视频采集模块、MSP430处理模块、激光笔控制模块、液晶显示模块。
各模块的系统框图如图1所示。
图1.1系统模块框图1.2 方案论证与比较(1)控制模块方案一：采用组委会提供的基于MSP430单片机的LaunchPad开发板。
虽然其具有功耗低、考性高、低成本等优点，但是结合本题实际情况需要选取高主频大RAM类型的单片机配合采集存储图像。
方案二：采用MK60DN512是一款功能强大的32位ARM，它具有512K超大RAM能够满足我们视频采集的实时性以及精确度。
配以简单可靠低功耗的MSP430微处理器进行对激光笔等外设的动作控制。
(2)激光笔控制方案方案一：采用步进电机细分控制来对激光笔的角度进行调节。
虽然能实现对电机实现较为精准的控制，但是考虑到步进电机较为笨重且需驱动电路以及较为复杂的控制程序，故放弃此方案。
方案二：采用舵机进行激光机的指向控制。
舵机相比步进电机具有控制程序简单、不需要驱动电路等优点。
虽然其具有一定死区精度与采用细分控制的步进电机相比较低，但经过分析本题中胸环靶较大采用舵机控制精度完全符合本题要求。
《单片机原理及接口技术》教学探索
《单片机原理及接口技术》教学探索作者：陆晓燕来源：《电子世界》2012年第23期【摘要】《单片机原理及接口技术》是电子类专业的核心课程，该课程教学内容多，实践性和理论性强。
本文针对教学过程中存在的一些问题，就如何提高教学效果、培养学生的应用能力，提出了一些切实可行的探索方法。
【关键词】单片机；教学目标；教学方法现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。
复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作。
单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
由此可见，《单片机原理及接口技术》是电子类专业本、专科学生的一门核心课程。
通过本门课程的学习，使学生具有单片机应用系统硬件设计及软件编程的能力，为将来学习DSP、嵌入式系统、毕业设计及参加工作打下良好的基础。
因此做好该课程的教学，对提高教学质量和培养学生的创新能力具有重要的意义。
因此，如何提高教学效果，激发学生们的学习兴趣，培养学生们分析解决问题的能力，是教学过程中必须要解决的问题。
下面结合作者多年的教学实践，从几个方面进行探讨。
1.根据教学目标确定教学内容《单片机原理及接口技术》的教学目的是使学生初步掌握单片机工作的基本原理和接口技术，熟悉汇编语言，能够将软硬件结合起来进行开发应用等，为后续课程的学习以及未来从事微机系统设计开发工作打下良好的基础。
因此，必须根据教学目标选择教学内容。
早期的单片机都是8位或4位的。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
按常理，我们应该讲授最新最先进单片机，不仅速度快而且功能十分丰富强大，但在教学中我们仍选用的51系列的8位单片机为主，16位的单片机为辅。
激光枪自动射击打靶装置
激光枪自动射击打靶装置摘要：系统以MSP430和STM32为控制核心。
MSP430控制两个步进电机42BYGHM604在不同的两个坐标轴上转动以带动激光枪左右和上下移动，从而准确实现激光枪的瞄准和打靶。
STM32对摄像头模块OV7670传输的图像信息进行采集、分析处理，然后在彩屏显示器ILI9325LCD上显示胸环靶的相应图形，并闪烁显示弹着点；另外，STM32通过无线通信模块nRf24L01将信息发送至单片机MSP430，单片机进行分析、处理并在12864点阵液晶显示模块上显示弹着点环数及方位信息，同时由语音模块WTV020对环数进行播报。
经调试，该系统较好的实现了基础部分要求的各项功能及发挥部分要求的第一项功能，基本完成了发挥部分要求的第二项、第三项功能。
另外系统采用语音播报弹着点环数，清晰明了，具有一定的创新性。
关键词：MSP430 STM32 步进电机摄像头彩屏显示器液晶显示器1 系统方案论证1.1激光枪自动控制方案论证方案一：舵机带动激光笔瞄准。
利用两个舵机，在一个舵机的轴上固定另一个舵机，采用PWM波直接调节两个舵机的偏移角度，从而实现双轴瞄准。
但是，对于测控系统而言，5mV以上的控制电压的变化就会引起舵机的抖动，因此要达到精度要求有一定难度。
方案二：直流电机带动激光笔瞄准利用两个直流电机，采用全桥PWM控制直流电机正、反转，从而达到动态瞄准。
但该方案有许多不足之处，直流电机不易受单片机控制，旋转角度无法由程序有效控制且精度不高，对于固定角度旋转比较困难。
方案三：步进电机带动激光笔瞄准给步进电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域采用步进电机控制变的非常的简单，且定位精确，稳定，可靠。
采用双桥电机驱动芯片L298N可实现瞄准机构旋转角度的精确控制。
经试验比较，我们采用第三种方案。
1.2 控制方案论证根据控制对象的特点，比较PID控制、模糊控制和模糊PID控制这三种控制策略发现，常规PID(比例，积分，微分)控制具有简单、稳定性好、可靠性高的特点，但是，常规的PID控制存在一些问题。
激光枪自动打靶控制装置的设计
激光枪自动打靶控制装置的设计作者：李龙静等来源：《数字技术与应用》2014年第04期摘要：为了设计一种激光枪自动打靶控制装置，采用了飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为主控制器，由激光头、摄像头、胸环靶、步进电机、舵机、液晶显示器等主要模块组成的电路系统。
激光枪头方向由两个轴相互垂直的步进电机和舵机进行上下及左右控制；激光枪发射激光到胸环靶，通过CMOS数字摄像头采集胸环靶激光点位置数据，通过单片机计算将光点位置在液晶显示屏上显示激光着弹点的环数、方位数据、胸环靶图形，并闪烁显示弹着点。
激光枪自动打靶控制装置可以用键盘控制激光枪的着弹点，能自动瞄准并击中靶心，也可根据设定的环数，自动控制激光枪瞄准击中胸环靶上相应环位置。
关键词：激光枪自动打靶单片机控制中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）04-0009-021 靶环结构与方位计算方案1.1 弹着点检测弹着点检测是以靶心为原点，在靶纸上建立一个虚拟的直角坐标系，通过摄像头拍摄激光点在靶纸上的坐标位置，经过计算，求出弹着点在靶纸上的环数和方位信息。
1.2 角度计算激光枪与胸环靶的距离定为3m，胸环靶画有六组相距5cm的同心圆，激光枪与胸环靶中心的连线与胸环靶所在平面垂直（如图1）。
当激光分别射到同心圆10环、9环、8环、7环、6环、5环环线上时，激光照射线与中心线之间的夹角θ计算公式分别为arctan（0.05/3）、arctan（0.10/3）、arctan（0.15/3）、arctan（0.20/3）、arctan（0.25/3）、arctan （0.30/3）。
经计算，角度分别约为0.955°、1.909°、2.862°、3.814°、4.764°、5.712°。
由此可知，当θ1.3 方位计算胸环靶可以分为正上、正下、正左、正右、左上、左下、右上、右下8个方位。
激光枪自动射击装置--报告
激光枪自动射击装置（E题）设计报告摘要本设计以TI公司的超低功耗MCU MSP430处理器为核心，设计并制作一个能检测并显示环数，自动瞄准打靶的机关枪射击装置。
通过利用**摄像头时时拍摄胸环靶，处理图上的信息，并找出弹着点，把具体位置发送给单片机，让单片机进行分析与计算，并利用分析结果控制步进电机带动激光笔运转，准确胸环靶进行射击。
系统由430单片机系统（含按键和液晶显示）、激光笔控制电路、弹着点检测电路、步进电机驱动控制电路、瞄准机构等组成。
摄像头部分用ARM7控制，通过摄像头拍摄胸环靶，用ARM7分析出图像中激光点,从而发送到单片机上，并显示到液晶屏上。
本课题所采用的电路简单，算法合理。
经过实际制作和测试，完全达到了题目基本部分和发挥部分的所有要求，效果很好。
关键词：MSP430 摄像头步进电机激光笔打靶一、系统方案设计论证1.1 摄像头选用方案摄像头部分是整个设计的基础，它对整个系统的工作尤为重要。
方案一：采用模拟摄像头。
模拟摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。
模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。
由于单片机控制的都是数字信号，所以用该摄像头不合适。
方案二：数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。
正好有利于单片机的控制，因此选择方案二。
1.2 瞄准机构方案方案一：直流电机带动激光笔转台直流电机是将直流电能转换为机械能的转动装置，电动机定子提供磁场，直流电源向转子的绕组提供电流，换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。
其调速性能好，调速范围宽，可以均匀地实现转速调节。
但其换向困难，会产生火花，寿命短，且其转动角度不能精确控制。
方案二:云台机构带动激光笔转台使用云台机构，利用全方位云台内部的两个电机，分别控制激光笔上下，左右转动；这种方案的优点是控制起来比较方便，机械性能较好，但是市场上云台价格较高，由于云台通过同步电机实现转动，运动惯性比较大，不易控制。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。