科学技术的进步推动军事自动化的发展,自动报靶系统是军事自动化研究项目之一。传统自动报靶系统采用实弹训练,设备体积庞大,不便于携带和移动,限制了其使用的场所。开发小型化、高精准、便携性的一体化自动报靶系统具有现实意义和应用前景。根据轻便易携的首要设计需求,本文设计的自动报靶系统分为上位机和下位机两部分。上位机计算机进行图像校正与报靶,下位机ARM嵌入式系统进行图像采集与光点检测,上位机与下位机之间通过以太网进行通讯。为了节省资源,一台上位机同时与18个靶道进行通讯。为了实现系统的一体化,下位机图像采集模块采用鱼眼镜头作为图像采集装备。鱼眼镜头的广视角使得物体与成像面之间的距离缩小从而减小整个设备的体积。然而,广视角是以成像图像的高失真作为代价。在实现系统报靶之前,必须对畸变图像进行校正以实现准确定位。为了满足系统的实时性需求,图像传感器以50fps速率进行图像采集。每帧图像有307200个像素点,每个像素经10位A/D转换后为2Bytes,每秒钟产生30M数据流,对于ARM微处理器,每秒钟30Mbytes的数据,无论是存储还是处理或者是上传,都具有一定的压力。对于大数据流的处理过程,采用DMA控制将数据从CMOS端传送到ARM端进行处理,同时利用ARM的运算能力,进行光点图像检测,去除图像中的无效信息,从而减少网络压力。DMA控制过程中,由于数据流的写入是一个持续不间断的过程,采用中断处理机制将使得图像信息丢失,采用的解决方法是在ARM内部内存开辟环状存储区用来存储数据,也就需求ARM对图像数据的处理速度较快防止出现数据覆盖。相对于基本红外小目标检测的方法,根据光点位置在相邻帧之间移动位移较小的特性,本文引进了下采用检测算法和波门跟踪算法实现对光点的快速检测,进一步提高数据处理速度。为了实现准确报靶,报靶之前需要对图像进行校正。为了获得较好的图像特征,首先需要提取靶面信息实现定位。通过Canny边缘检测获得边缘信息,并对其进行去噪和填充,实现快速分辨环数,并求取圆心位置作为11环的位置。为了得到畸变图像中光点的实际位置,需要对畸变图像进行校正运算。本文尝试了基于三次B样条的插值算法和多线条拟合算法。基于三次B样条插值算法是在获得基准点的前提下,用基准点进行插值,为了提高插值的精确度,插值精度达到亚像素。三次B样条是建立鱼眼图像和校正图像之间的映射关系,由实验结果来看,插值校正算法对于中心位置的像素取得较好的效果,在边缘区域具有一定的误差。多线条拟合算法是基于图像内容设计,考虑了人工安装给圆心位置带来的误差,采用的算法是求取各个方向的最佳拟合曲线,并用具体最佳多项式表示。实验取8个参考方向,分别求得各个方向的拟合曲线。从实验结果来看,多线条拟合算法具有设计简单、计算量小和精准度高等特点,由于针对特定图像设计,不具有可移植性和通用性。最后本文对于此次设计中所做了的工作进行了总结,并对此项目的研究发展进行了展望。