Способы определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах и устройство для их осуществления

Способы определения точки наведения оружия на изображении фоно-целевой обстановки в стрелковых тренажерах и устройство для их осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа изобретений относится к области учебно-тренировочных средств и может быть использована для обучения и тренировок в стрельбе из спортивного, охотничьего и боевого оружия без использования боеприпасов, а также в симуляторах игровых систем типа пейнтбол и других.

Способы и устройства определения координат точки наведения оружия являются ключевыми при построении учебно-тренировочных и игровых систем с имитацией стрельбы, поскольку модели таких систем, в целом, отличаются от способов и устройств определения точки наведения только моделями ввода заранее известных дальностей до цели и баллистики выстрела.

В группе изобретений способы определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки в стрелковых тренажерах характеризуются единым уровнем техники и общими аналогами.

Известен способ определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки, реализованный во многих лазерных системах, в частности в тренажере MSET-5000 корпорации LasershotInc, США, штат Техас, представленном в Интернет-ресурсе www.lasershot.com. Способ заключается в формировании вычислительными средствами двумерного сигнала фоноцелевой обстановки, преобразовании полученного сигнала в изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, кадрировании и юстировке этого изображения, подсветке лазерами, сопряженными с осями соответствующих стволов нескольких имитаторов оружия, меток наведения оружия на экране, фильтрации изображений меток наведения, преобразовании стационарной видеокамерой полученного после фильтрации изображения в двумерный регистрируемый сигнал, определение текущих координат изображений меток наведения в регистрируемом сигнале и определение координат точек наведения оружия по полученным координатам.

Недостатком этого способа является большая методическая погрешность определения координат, складывающаяся из множества систематических ошибок взаимного сопряжения оси имитатора оружия, лазера, расположения стрелка по трем координатам, координатных полей формируемых и регистрируемых сигналов и изображений. Другими недостатками способа являются ограниченность по числу одновременно обучающихся стрелков, по допустимым углам возвышения и свала оружия, а также сложность обеспечения временной стабильности характеристик реализаций способа. Недостатки обусловлены преимущественно механическими методами сопряжения семи систем координат, ограниченностью процедур идентификации меток по стрелкам, проективными преобразованиями геометрии изображений на экране, не учитываемыми в способе.

Известен способ определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки по авторскому свидетельству РФ №1136582, МПК F41G 3/26, "Способ контроля положения точки прицеливания при обучении стрельбе и устройство для его осуществления (его варианты)", опубликованном 10.10.1995. Способ включает формирование изображения фоноцелевой обстановки в заданном секторе пространства, облучение области попадания потоком электромагнитного излучения, изменяющегося по области и модулированного во времени в каждой точке области, прием электромагнитного излучения имитатором стрелкового оружия, определение характеристик интенсивности, периода и времени изменения принятого электромагнитного излучения, определение положения точки прицеливания имитатора стрелкового оружия по полученным и заданным характеристикам принятого излучения.

Недостатками данного способа являются низкая пространственная разрешающая способность по директориям как облучающего потока электромагнитного излучения, так и принимаемого электромагнитного излучения, что при реализации способа приводит к низкой точности и аномальным погрешностям определения точки наведения оружия, накладыванию существенных ограничений на масштабы, размещение и количество изображений целей на фоноцелевой обстановке. Другим недостатком способа является аномальные ошибки прицеливания при углах свала оружия, отличных от нуля. Недостатки определяются ограничениями по физической реализуемости динамических полей тонкой структуры и соответствующих дистанционных измерителей параметров, отсутствием в способе процедур определения и учета углов свала оружия.

Известен способ определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки, реализованный во многих оптико-электронных системах, в частности в оптико-электронном стрелковом тренажере коллективного боя по патенту РФ №2211433, МПК F41G, F41J, опубликованном 27.08.2003. Способ заключается в формировании вычислительными средствами двумерного сигнала фоноцелевой обстановки, преобразовании полученного сигнала в секционированное изображение на плоском экране, кадрировании и юстировке секций этого изображения с линейными датчиками координат, установленными стационарно перед экраном, подсветке в момент выстрела лучом лазера, сопряженным с осью ствола имитатора оружия, метки наведения оружия на соответствующей секции экрана, оптическом преобразовании изображения такой метки в изображения горизонтальной и вертикальной полос и преобразовании изображений этих полос линейными датчиками координат в сигналы, соответствующие координатам точки наведения оружия.

Недостатками данного способа являются невозможность одновременной работы по всему экрану несколькими имитаторами оружия, большая методическая погрешность определения координат, обусловленная систематическими погрешностями взаимного сопряжения пространственных положений имитаторов оружия, лазерных излучателей, оптических преобразователей изображений, датчиков вертикальных и горизонтальных координат. Недостатками способа также являются аномальные ошибки прицеливания при углах свала оружия, отличных от нуля, обусловленные отсутствием в способе необходимых процедур, и погрешности определения координат вследствие проективных преобразований изображений целей, возникающих при углах их наблюдения, отличных от 90 градусов.

Известен способ определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки по международной заявке "Система и способ обеспечения улучшенного сопровождения меток наведения оружия в тренажерах" № PCT/US 2005/025089 от 15.07.2005, МПК F41G, опубликованной 23.02.2006 № WO 2006/019974 А2. Способ включает формирование вычислительными средствами непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоноцелевой обстановки, покадровое преобразование видеопроектором полученного сигнала в изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, подсветку в моменты выстрелов лучами лазеров, сопряженными с осями стволов нескольких имитаторов оружия, меток наведения оружия на экране, преобразование одной или несколькими стационарными видеокамерами изображения с экрана в двумерный регистрируемый сигнал, выделение в нем вычислительными средствами сигналов меток наведения, определение координат их центроид и отслеживание во времени траекторий и координат меток наведения с предсказанием и фильтрацией по принадлежности к имитаторам оружия.

Недостатками данного способа является большая совокупная погрешность определения координат точек наведения оружия, обусловленная систематическими погрешностями взаимного сопряжения пространственных положений имитаторов оружия, лазерных излучателей, видеопроектора, видеокамеры, отсутствие встроенных процедур учета и компенсации этих погрешностей, а также сложность обеспечения временной стабильности характеристик реализаций способа. Другими недостатками способа являются аномальные ошибки прицеливания при углах свала и возвышения оружия, отличных от нуля, методическая сложность разделения сигналов меток наведения с ростом числа одновременно обучаемых стрелков.

Наиболее близким по технической сущности и существенным признакам является способ определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки, реализованный в тренажере для подготовке стрелков по патенту на полезную модель №32873, МПК F41G 3/26, опубликованном 27.09.2003. Способ включает формирование вычислительными средствами в режиме настройки последовательности кадров двумерного тестового сигнала, содержащего сигналы тестовых маркеров с задаваемыми координатами, покадровое преобразование видеопроектором тестового сигнала в тестовое изображение на плоском экране, наложение на тестовое изображение изображений координатных маркеров, преобразование посредством видеокамеры изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый тестовый сигнал, центральный элемент которого сопряжен с осью ствола имитатора оружия, подстройку координатных полей тестового изображения и регистрируемого тестового сигнала, определение и запоминание координат координатных маркеров относительно поля сигнала тестового изображения в качестве эталонных, формирование вычислительными средствами в рабочем режиме непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоноцелевой обстановки в координатном поле тестового сигнала, покадровое преобразование полученного сигнала в изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, наложение на полученное изображение изображений тех же координатных маркеров, преобразование изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый сигнал, определение текущих координат изображений координатных маркеров в регистрируемом сигнале и определение координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки.

Недостатком этого способа является большая методическая погрешность определения координат, складывающаяся из множества систематических ошибок взаимного сопряжения оси имитатора оружия, расположения стрелка по трем координатам, координатных полей формируемых и регистрируемых сигналов и изображений. Другими недостатками способа являются ограниченность по числу одновременно обучающихся стрелков, по допустимым углам возвышения и свала оружия, а также сложность обеспечения временной стабильности характеристик реализаций способа. Недостатки обусловлены преимущественно механическими методами сопряжения семи систем координат, отсутствием процедур идентификации меток по обучаемым стрелкам, проективными преобразованиями геометрии изображений, не учитываемыми в способе.

Целью первого изобретения группы является достижение технического результата, заключающегося в повышении точности определения точки наведения оружия, расширении зоны допустимого размещения стрелков перед экраном, обеспечение обучения группы стрелков в реальных условиях единой фоноцелевой обстановки и расширение диапазонов допустимых углов возвышения и свала имитируемого оружия. Технический результат при осуществлении способа достигается в целом за счет сокращения с семи до четырех числа систем координат, подлежащих сопряжению, введению действий по определению и учету проективных искажений координатных плоскостей, по обеспечению независимой обработки выстрелов нескольких стрелков, достижения инвариантности обработки изображений в расширенных диапазонах углов возвышения и свала имитируемого оружия.

Для достижения указанного технического результата в способе определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающем формирование вычислительными средствами в режиме настройки последовательности кадров двумерного тестового сигнала, содержащего сигналы тестовых маркеров с задаваемыми координатами, покадровое преобразование видеопроектором тестового сигнала в тестовое изображение на плоском экране, наложение на тестовое изображение изображений координатных маркеров, преобразование посредством видеокамеры изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый тестовый сигнал, центральный элемент которого сопряжен с осью ствола имитатора оружия, подстройку координатных полей тестового изображения и регистрируемого тестового сигнала, определение и запоминание координат координатных маркеров относительно поля сигнала тестового изображения в качестве эталонных, формирование в рабочем режиме вычислительными средствами непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоноцелевой обстановки в координатном поле тестового сигнала, покадровое преобразование полученного сигнала в изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, наложение на полученное изображение изображений тех же координатных маркеров, преобразование изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый сигнал, определение текущих координат изображений координатных маркеров в регистрируемом сигнале и определение координат точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки дополнительно вводят в элементы всех сигналов и изображений компоненты, описывающие цветовые оттенки этих элементов в базовых цветах, выбирают количество координатных маркеров не менее четырех, определяют характеристики формы, размера, цвета и относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров и запоминают их в качестве эталонных характеристик. После преобразования изображений фоноцелевой обстановки и координатных маркеров с экрана и его окрестностей в регистрируемый сигнал, дополнительно выделяют в нем сигналы изображений координатных маркеров и, помимо текущих координат, определяют их текущие характеристики. Далее по эталонным и текущим характеристикам идентифицируют размещение координатных маркеров в регистрируемом сигнале, по текущим и эталонным координатам не менее четырех идентифицированных маркеров рассчитывают элементы матрицы А проективных преобразований сформированного и регистрируемого изображений фоноцелевой обстановки, а координаты точки прицеливания в сигнале изображения фоноцелевой обстановки определяют умножением вектора координат центрального элемента регистрируемого сигнала на обращенную матрицу А. Преобразование изображений с экрана и его окрестностей в регистрируемые сигналы, а также все последующие действия с этими сигналами и зависящие от них, выполняют аналогично для каждого используемого имитатора оружия с сопряженной с ним отдельной видеокамерой, получая несколько, в общем различных, матриц проективных преобразований и точек наведения, соответствующих отдельным имитаторам оружия.

Количество и размещение изображений координатных маркеров в области экрана и размеры координатного поля регистрируемого и регистрируемого тестового сигналов выбирают так, чтобы в заданных диапазонах углов возвышения, упреждения и свала имитатора оружия и для любых координат целей в сигнале фоноцелевой обстановки обеспечить попадание в регистрируемые сигналы сигналов не менее четырех координатных маркеров, координаты которых позволяют образовать в координатном поле не менее одного четырехугольника.

Характеристики формы, размера, цвета и относительного расположения координатных маркеров выбирают так, чтобы их компоненты, сочетания и производные параметры обеспечили выделение и идентификацию сигналов координатных маркеров в регистрируемом и регистрируемом тестовом сигналах.

Однако охарактеризованный и раскрытый выше способ также имеет недостатки, заключающиеся в низкой долговременной стабильности точностных характеристик, обеспечиваемых способом, сложности и трудоемкости процедур минимизации систематических ошибок взаимного сопряжения систем координат имитаторов оружия, координатных полей формируемых и регистрируемых сигналов и изображений в режиме настройки. Недостатки обусловлены преимущественно механическими методами сопряжения четырех систем координат, случайными механическими воздействиями на координатные системы, возникающими при эксплуатации реализаций способа, необходимостью частого повторения сложных процедур режима настройки для поддержания требуемой точности определения точек наведения оружия нескольких стрелков.

Целью второго изобретения группы является достижение технического результата, заключающегося в повышении временной стабильности результатов определения точки наведения оружия и автоматизации действий по сопряжению систем координат. Причем первое изобретение группы используется во втором, а вместе они образуют единый изобретательский замысел. Технический результат при осуществлении второго способа достигается за счет введения совокупности действий, обеспечивающих оперативный учет суммарных погрешностей сопряжения координатных полей формируемых и регистрируемых сигналов и изображений.

Для достижения данного технического результата в способе определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающем в режиме настройки формирование вычислительными средствами последовательности кадров двумерного тестового сигнала с цветовыми компонентами, содержащего сигналы тестовых маркеров с задаваемыми координатами, покадровое преобразование видеопроектором тестового сигнала в тестовое цветное изображение на плоском экране, наложение на тестовое изображение не менее четырех цветных изображений координатных маркеров, преобразование посредством видеокамеры изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый тестовый сигнал с цветовыми компонентами, центральный элемент которого сопряжен с осью ствола имитатора оружия, подстройку координатных полей тестового изображения и регистрируемого тестового сигнала, определение координат и характеристик формы, размера, цвета и относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров относительно поля сигнала тестового изображения и запоминание их в качестве эталонных координат и характеристик, в рабочем режиме формирование вычислительными средствами непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоноцелевой обстановки с цветовыми компонентами в координатном поле тестового сигнала, покадровое преобразование полученного сигнала в цветное изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, наложение на полученное изображение изображений тех же координатных маркеров, преобразование изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый сигнал с цветовыми компонентами, выделение в регистрируемом сигнале сигналов изображений координатных маркеров и определение их текущих координат и характеристик, идентификацию размещения координатных маркеров в регистрируемом сигнале по их эталонным и текущим характеристикам, расчет элементов матрицы А проективных преобразований сформированного и регистрируемого изображений фоноцелевой обстановки по текущим и эталонным координатам не менее четырех идентифицированных маркеров, определение координаты точки наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки умножением вектора координат центрального элемента регистрируемого сигнала на обращенную матрицу А и аналогичное выполнение преобразований изображений с экрана и его окрестностей в регистрируемые сигналы, а также всех последующих действий с этими сигналами и зависящих от этих сигналов, для каждого используемого имитатора оружия с сопряженной с ним отдельной видеокамерой дополнительно выбирают формируемый двумерный тестовый сигнал в виде однотонного поля, выбирают количество встраиваемых в этот сигнал тестовых маркеров с задаваемыми координатами не менее четырех, задают характеристики формы, размера, цвета и относительного расположения тестовых маркеров, задают координаты и характеристики координатных маркеров, отличающиеся от координат и характеристик тестовых маркеров. После наложения на тестовое изображение с тестовыми маркерами изображений координатных маркеров ориентируют любой из имитаторов оружия и сопряженное с ними координатное поле регистрируемого тестового сигнала так, чтобы обеспечить попадание в этот регистрируемый тестовый сигнал изображений всех тестовых и координатных маркеров. После преобразования изображения с экрана и его окрестностей в двумерный регистрируемый тестовый сигнал выделяют в нем сигналы тестовых и координатных маркеров, определяют наблюдаемые координаты и характеристики этих маркеров, идентифицируют размещение тестовых маркеров в регистрируемом тестовом сигнале по их наблюдаемым и задаваемым характеристикам. Затем рассчитывают элементы матрицы F проективных преобразований сформированного и регистрируемого тестовых изображений по задаваемым и наблюдаемым координатам сигналов не менее четырех идентифицированных тестовых маркеров, определяют координаты каждого координатного маркера относительно поля сигнала тестового изображения умножением вектора наблюдаемых координат соответствующего координатного маркера на обращенную матрицу F и запоминают их в качестве эталонных координат координатных маркеров, корректируют характеристики относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров по соответствующим эталонным координатам и вместе с заданными характеристиками формы, размера, цвета запоминают их в качестве эталонных характеристик координатных маркеров.

Все рассмотренные аналоги, а также охарактеризованные и раскрытые выше способы, имеют существенный методологический недостаток, обусловленный самими принципами решения задачи определения точки наведения оружия. В этих способах прицеливание осуществляют непосредственно по изображению на экране, а координаты точки наведения определяют опосредованно, по сигналам датчиков, меткам, маркерам в сопрягаемых с реальным изображениям системах и их координатных полях. Искажение изображения или даже его исчезновение никак не сказывается на работоспособности способов и их реализаций. Искажения, вносимые при преобразованиях сигналов в изображения и изображений в сигналы (видеопроектора и видеокамеры с объективами), могут достигать нескольких линейных размеров целей, отображаемых на экране.

Целью третьего изобретения группы является достижение технического результата, заключающегося в повышении точности определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки. При этом второе изобретение группы используется в третьем и вместе с первым они образуют единый изобретательский замысел. Технический результат при осуществлении третьего способа достигается за счет введения совокупности действий, обеспечивающих определение точных значений координат точки наведения оружия по результатам обработки непосредственно сигналов изображений.

Для достижения данного технического результата в способе определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающем в режиме настройки формирование вычислительными средствами последовательности кадров двумерного тестового сигнала с цветовыми компонентами в виде однотонного поля, содержащего сигналы не менее четырех тестовых маркеров с задаваемыми координатами и характеристиками формы, размера, цвета и относительного расположения, покадровое преобразование видеопроектором тестового сигнала в тестовое цветное изображение на плоском экране, наложение на тестовое изображение не менее четырех цветных изображений координатных маркеров с задаваемыми координатами и характеристиками, отличающимися от координат и характеристик тестовых маркеров, ориентацию любого из используемых имитаторов оружия и сопряженной с ним отдельной видеокамеры, обеспечивающую попадание в ее координатное поле изображений всех тестовых и координатных маркеров, преобразование посредством видеокамер используемых имитаторов оружия изображения с экрана и его окрестностей в двумерные регистрируемые тестовые сигналы с цветовыми компонентами, центральные элементы которых сопряжены с осями стволов соответствующих имитаторов оружия, подстройку координатных полей тестового изображения и регистрируемых тестовых сигналов, выделение в регистрируемом тестовом сигнале с выбранного и ориентированного имитатора оружия сигналов тестовых и координатных маркеров, определение в этом сигнале наблюдаемых координат и характеристик тестовых и координатных маркеров, идентификацию размещения тестовых маркеров в этом регистрируемом тестовом сигнале по их наблюдаемым и задаваемым характеристикам, расчет элементов матрицы F проективных преобразований сформированного и регистрируемого тестовых изображений по задаваемым и наблюдаемым координатам сигналов не менее четырех идентифицированных тестовых маркеров, определение координат каждого координатного маркера относительно поля сигнала тестового изображения умножением вектора наблюдаемых координат соответствующего координатного маркера на обращенную матрицу F и запоминание их в качестве эталонных координат координатных маркеров, корректировку характеристики относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров по соответствующим эталонным координатам и запоминание их вместе с заданными характеристиками формы, размера и цвета в качестве эталонных характеристик координатных маркеров, в рабочем режиме формирование вычислительными средствами непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоноцелевой обстановки с цветовыми компонентами в координатном поле тестового сигнала, покадровое преобразование полученного сигнала в цветное изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, наложение на полученное изображение изображений тех же координатных маркеров, преобразование посредством видеокамер используемых имитаторов оружия изображения с экрана и его окрестностей в соответствующие двумерные регистрируемые сигналы с цветовыми компонентами, выделение в каждом регистрируемом сигнале сигналов изображений координатных маркеров и определение их текущих координат и характеристик, идентификацию положения координатных маркеров в каждом регистрируемом сигнале по их эталонным и текущим характеристикам, расчет элементов матриц А проективных преобразований сформированного и каждого регистрируемого изображений фоноцелевой обстановки по текущим и эталонным координатам не менее четырех идентифицированных маркеров и определение координат точек наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки умножением вектора координат центрального элемента для каждого регистрируемого сигнала на соответствующую обращенную матрицу А, после определения координат точек наведения оружия и для каждого регистрируемого сигнала дополнительно преобразуют область двумерного регистрируемого сигнала в окрестности его центрального элемента в приведенный сигнал в координатном поле сигнала фоноцелевой обстановки, определяют координаты подобласти наибольшего подобия приведенному сигналу в окрестности найденной точки наведения оружия в сигнале фоноцелевой обстановки, а координаты центрального элемента найденной подобласти используют в качестве точных координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки.

Векторы координат элементов приведенного сигнала получают умножением вектора координат каждого соответствующего элемента регистрируемого сигнала на обращенную матрицу А, а значения каждой цветовой компоненты каждого элемента приведенного сигнала в узлах координатного поля сигнала фоноцелевой обстановки получают интерполяцией значений соответствующих компонентов близлежащих элементов регистрируемого сигнала.

Размеры преобразуемой области регистрируемого сигнала задают такими, чтобы обеспечить более широкие диапазоны допустимых погрешностей преобразований сигналов и искажений координатных полей изображений для устойчивого определения подобласти наибольшего подобия в сигнале фоноцелевой обстановки, а размеры области поиска подобласти наибольшего подобия по каждой оси координат ограничивают для обеспечения однозначности определения такой подобласти.

Охарактеризованный и раскрытый выше способ также не свободен от недостатков. В отдельных случаях его применения возможно возникновение ситуаций, когда из-за больших углов возвышения и упреждения имитатора оружия в точке его наведения отсутствует изображение фоноцелевой обстановки. В других частных случаях изображение фоноцелевой обстановки в точках наведения оружия может включать протяженные изотропные области наряду с малоразмерными изображениями целей. Вследствие таких ситуаций могут возникать аномальные ошибки определения точных координат, для исключения которых необходимо накладывать дополнительные условия на характеристики формируемых изображений и применение способа.

Целью четвертого изобретения группы является достижение технического результата, заключающегося в расширении условий применения способа. При этом вместе четыре изобретения группы объединяет единый изобретательский замысел. Технический результат при осуществлении четвертого способа достигается за счет введения совокупности действий с сигналами и изображениями, обеспечивающих определение точных значений координат точки наведения оружия в расширенных диапазонах углов возвышения и упреждения имитаторов оружия, а также характеристик формируемых сигналов и изображений.

Для достижения данного технического результата в способе определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки в стрелковых тренажерах, включающем в режиме настройки формирование вычислительными средствами последовательности кадров двумерного тестового сигнала с цветовыми компонентами в виде однотонного поля, содержащего сигналы не менее четырех тестовых маркеров с задаваемыми координатами, характеристиками формы, размера, цвета и относительного расположения, покадровое преобразование видеопроектором тестового сигнала в тестовое цветное изображение на плоском экране, наложение на тестовое изображение не менее четырех цветных изображений координатных маркеров с задаваемыми координатами и характеристиками, отличающимися от координат и характеристик тестовых маркеров, ориентацию любого из используемых имитаторов оружия и сопряженной с ним отдельной видеокамеры, обеспечивающую попадание в ее координатное поле изображений всех тестовых и координатных маркеров, преобразование посредством видеокамер используемых имитаторов оружия изображения с экрана и его окрестностей в двумерные регистрируемые тестовые сигналы с цветовыми компонентами, центральные элементы которых сопряжены с осями стволов соответствующих имитаторов оружия, подстройку координатных полей тестового изображения и регистрируемых тестовых сигналов, выделение в регистрируемом тестовом сигнале с выбранного и ориентированного имитатора оружия сигналов тестовых и координатных маркеров, определение в этом сигнале наблюдаемых координат и характеристик тестовых и координатных маркеров, идентификацию размещения тестовых маркеров в этом регистрируемом тестовом сигнале по их наблюдаемым и задаваемым характеристикам, расчет элементов матрицы F проективных преобразований сформированного и регистрируемого тестовых изображений по задаваемым и наблюдаемым координатам сигналов не менее четырех идентифицированных тестовых маркеров, определение координат каждого координатного маркера относительно поля сигнала тестового изображения умножением вектора наблюдаемых координат соответствующего координатного маркера на обращенную матрицу F и запоминание их в качестве эталонных координат координатных маркеров, корректировку характеристики относительного расположения сигналов изображений координатных маркеров по соответствующим эталонным координатам и запоминание их вместе с заданными характеристиками формы, размера и цвета в качестве эталонных характеристик координатных маркеров, в рабочем режиме формирование вычислительными средствами непрерывной последовательности кадров двумерного сигнала фоноцелевой обстановки с цветовыми компонентами в координатном поле тестового сигнала, покадровое преобразование полученного сигнала в цветное изображение фоноцелевой обстановки на плоском экране, наложение на полученное изображение изображений тех же координатных маркеров, преобразование посредством видеокамер используемых имитаторов оружия изображения с экрана и его окрестностей в соответствующие двумерные регистрируемые сигналы с цветовыми компонентами, выделение в каждом регистрируемом сигнале сигналов изображений координатных маркеров и определение их текущих координат и характеристик, идентификацию положения координатных маркеров в каждом регистрируемом сигнале по их эталонным и текущим характеристикам, расчет элементов матриц А проективных преобразований сформированного и каждого регистрируемого изображений фоноцелевой обстановки по текущим и эталонным координатам не менее четырех идентифицированных маркеров, определение координат точек наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки умножением вектора координат центрального элемента для каждого регистрируемого сигнала на соответствующую обращенную матрицу А, преобразование области каждого двумерного регистрируемого сигнала в окрестности его центрального элемента в соответствующий приведенный сигнал в координатном поле сигнала фоноцелевой обстановки и определение координат подобласти наибольшего подобия приведенному сигналу в окрестности найденной точки наведения соответствующего оружия в сигнале фоноцелевой обстановки, в каждом кадре после формирования двумерного сигнала фоноцелевой обстановки дополнительно задают показатели и критерии подобия сигналов изображений, проводят поиск и определяют координаты нескольких опорных точек с наилучшими показателями подобия подобластей сигнала фоноцелевой обстановки в окружающих областях этого же сигнала. Далее для каждого имитатора оружия при определении подобласти наибольшего подобия приведенному сигналу в окрестностях найденной точки наведения оружия, определяют также показатели подобия этой подобласти. Для найденных опорных точек умножением векторов их координат на матрицы А рассчитывают векторы координат этих опорных точек в регистрируемом сигнале, отбирают из числа опорных точек те точки, рассчитанные векторы координат которых попадают в координатное поле регистрируемого сигнала. Затем аналогичным образом выполняют преобразования областей регистрируемого сигнала в окрестностях отобранных опорных точек в приведенные сигналы, определяют координаты и показатели подобия подобластей наибольшего подобия приведенным сигналам в окрестностях отобранных опорных точек в сигнале фоноцелевой обстановки, определяют лучшую опорную подобласть наибольшего подобия по показателям подобия и минимальной разности координат этой подобласти и координат найденной точки наведения оружия. Если подобласть наибольшего подобия в окрестностях найденной точки наведения оружия имеет более высокие показатели подобия и ее координаты принадлежат координатному полю сигнала фоноцелевой обстановки, то координаты центрального элемента этой подобласти используют в качестве точных координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки. При невыполнении этих условий в качестве точных координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки используют координаты центрального элемента подобласти наибольшего подобия лучшей опорной точки, откорректированные на разность координат этой опорной точки и координат найденной точки наведения оружия.

Известно устройство определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки, реализованное в тренажере MSET-5000 корпорации LasershotInc, США, штат Техас, представленном в Интернет-ресурсе www.lasershot.com. Устройство содержит компьютер со встроенным блоком беспроводного интерфейса, монитор и видеопроигрыватель, соединенные с компьютером, видеокамеру и видеопроектор, подключенные соответственно к видеовходу и видеовыходу компьютера, оптический фильтр, установленный на видеокамере, проекционный экран и N имитаторов оружия с установленными на них лазерами и подк