Спосіб прогнозування положення точки націлювання в імітованому середовищі (варіанти), система і комп’ютерна система для його здійснення та спосіб вдосконаленого супроводження точок націлювання на цілі в імітова

1. Система для прогнозування положення точки націлювання в імітованому середовищі, яка включає в себе: систему відеовідображення, виконану з можливістю відображення зображення цілі; щонайменше один імітатор зброї, виконаний з можливістю утворювання точки націлювання на відображеному зображенні; систему захоплення відеозображень, виконану з можливістю захоплення множини відеокадрів, кожний з яких включає в себе щонайменше одну точку націлювання; а також комп'ютерну систему, з'єднану із системою захоплення відеозображень, яка включає в себе процесор та машиночитний носій з інструкціями, що можуть виконуватися цим процесором для: приймання згаданої множини відеокадрів від системи захоплення відеозображень; аналізу кожного зі згаданої множини відеокадрів для визначення положення точки націлювання у кожному відеокадрі; визначення рівняння руху точки націлювання, яке загалом відповідає положенням точки націлювання у щонайменше одному зі згаданої множини відеокадрів; прогнозування положення точки націлювання в одному з наступних відеокадрів із застосуванням принаймні згаданого рівняння. 2 (19) 1 3 чому ця множина відомих положень включає в себе її відоме положення у поточному відеокадрі та щонайменше одне її попереднє відоме положення у щонайменше одному попередньому відеокадрі. 8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що щонайменше одне попереднє відоме положення точки націлювання являє собою множину її попередніх відомих положень, причому: якщо точка націлювання пересувається з відносно високою швидкістю, то множина її попередніх відомих положень включає в себе відносно більшу кількість її попередніх відомих положень; якщо точка націлювання пересувається з відносно низькою швидкістю, то множина її попередніх відомих положень включає в себе відносно меншу кількість її попередніх відомих положень. 9. Система за п. 5, яка відрізняється тим, що згадане середнє значення, обчислене за спрогнозованим положенням точки націлювання у другому наступному відеокадрі та щонайменше одним відомим її положенням, є зваженим середнім значенням. 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що зважене середнє значення залежить від прискорення точки націлювання. 11. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що зважене середнє значення залежить від швидкості точки націлювання. 12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що, якщо швидкість точки націлювання є відносно низькою, то при обчисленні зваженого середнього значення щонайменше одне відоме положення точки націлювання враховується з відносно більшою вагою. 13. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що система відображення включає в себе: проекційний екран; і проектор виконаний з можливістю відображення зображення цілі на проекційний екран. 14. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що множина відеокадрів включає в себе множину статичних зображень. 15. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що щонайменше один імітатор зброї являє собою множину імітаторів зброї, щонайменше одна точка націлювання являє собою множину точок націлювання і кожний з множини імітаторів зброї утворює одну із згаданих точок націлювання на відображеному зображенні. 16. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що множина імітаторів зброї включає в себе щонайменше п'ятнадцять імітаторів зброї. 17. Система за п. 15, яка відрізняється тим, що множина імітаторів зброї включає в себе щонайменше п'ятдесят імітаторів зброї. 18. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що у спрогнозованому положенні точки націлювання скомпенсовано затримки, притаманні системі. 19. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що згадані затримки включають затримки, пов'язані з передаванням сигналів. 20. Система за п. 18, яка відрізняється тим, що згадані затримки включають затримки, пов'язані з виконанням обчислень. 92462 4 21. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що система захоплення відеозображень включає в себе відеокамеру. 22. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що система захоплення відеозображень включає в себе відеокамеру з рядковою прогресивною розгорткою, яка не створює вертикальних похибоквідхилень у відносних положеннях точки націлювання у послідовності відеокадрів. 23. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що система захоплення відеозображень включає в себе пристрій захоплення окремих цифрових зображень. 24. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що аналіз кожного з множини відеокадрів включає в себе: ідентифікацію у кожному з множини відеокадрів групи рівнів зображення, що відповідають відсвіту точки націлювання; для кожного з множини відеокадрів обчислення центроїда для згаданої групи рівнів зображення, що відповідають відсвіту точки націлювання, для визначення положення центроїда відсвіту лазерного променю; а також визначення положення центроїда положенням точки націлювання. 25. Система за п. 24, яка відрізняється тим, що аналіз кожного з множини відеокадрів додатково включає: виконання просторового перетворення для корекції дефектів у системі захоплення відеозображення. 26. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що аналіз кожного з множини відеокадрів включає: об'єднання суміжних парного і непарного відеокадрів для компенсації вертикальних похибоквідхилень у відносних положеннях точки націлювання у суміжних парному і непарному відеокадрах. 27. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що щонайменше один імітатор зброї виконаний з можливістю модулювання відсвіту утвореної точки націлювання для сприяння ідентифікації точки націлювання. 28. Система за п. 27, яка відрізняється тим, що згаданий щонайменше один імітатор зброї виконаний з можливістю модулювання відсвіту утвореної точки націлювання з частотою, еквівалентною частоті кадрів у системі захоплення відеозображень. 29. Спосіб прогнозування положення точки націлювання в імітованому середовищі, який включає такі стадії: приймання комп'ютером від системи захоплення відеозображень множини відеокадрів, кожний з яких включає в себе щонайменше одну точку націлювання, утворену щонайменше одним імітатором зброї; аналіз комп'ютером кожного зі згаданої множини відеокадрів для визначення положення точки націлювання у кожному відеокадрі; визначення комп'ютером рівняння руху точки націлювання, яке загалом відповідає положенням точки націлювання у щонайменше одному зі згаданої множини відеокадрів; 5 92462 6 прогнозування положення точки націлювання в одному з наступних відеокадрів із застосуванням принаймні згаданого рівняння. 30. Спосіб вдосконаленого супроводження точок націлювання на цілі в імітованому середовищі, який включає: приймання комп'ютером від системи захоплення відеозображень множині відеокадрів, кожний з яких включає в себе щонайменше одну точку націлювання, утворену щонайменше одним імітатором зброї; аналіз комп'ютером кожного зі згаданої множини відеокадрів для визначення положення точки націлювання у кожному відеокадрі; визначення комп'ютером рівняння руху точки націлювання, яке загалом відповідає положенням точки націлювання у щонайменше одному зі згаданої множини відеокадрів; супроводження комп'ютером точки націлювання у множині відеокадрів. 31. Комп'ютерна система для прогнозування положення точки націлювання в імітованому середовищі, яка включає в себе процесор та машиночитний носій з інструкціями, що можуть виконуватися цим процесором для: приймання від системи захоплення відеозображень множини відеокадрів, кожний з яких включає в себе щонайменше одну точку націлювання, утворену імітатором зброї; аналізу кожного зі згаданої множини відеокадрів для визначення положення точки націлювання у кожному відеокадрі; визначення рівняння руху точки націлювання, яке загалом відповідає положенням точки націлювання у щонайменше одному зі згаданої множини відеокадрів; прогнозування положення точки націлювання в одному з наступних відеокадрів із застосуванням принаймні згаданого рівняння. 32. Спосіб прогнозування положення точки націлювання в імітованому середовищі, який включає такі стадії: приймання комп'ютером від системи захоплення відеозображень множини відеокадрів, кожний з яких включає в себе щонайменше одну точку націлювання, утворену щонайменше одним імітатором зброї, причому ця множина відеокадрів включає в себе поточний відеокадр та щонайменше один із попередніх відеокадрів; аналіз комп'ютером кожного зі згаданої множини відеокадрів для визначення множини відомих положень точок націлювання, до якої входять поточне відоме положення точки націлювання у поточному відеокадрі та щонайменше одне попереднє відоме положення точки націлювання у щонайменше одному попередньому відеокадрі; прогнозування комп'ютером положення точки націлювання у першому наступному відеокадрі шляхом усереднення спрогнозованого положення точки націлювання у другому наступному відеокадрі та щонайменше одного з множини її відомих попередніх положень. 33. Спосіб за п. 32, який відрізняється тим, що щонайменше одне попереднє відоме положення точки націлювання являє собою множину її попередніх відомих положень, причому: якщо точка націлювання пересувається з відносно високою швидкістю, то множина її попередніх відомих положень включає в себе відносно більшу кількість її попередніх відомих положень; якщо точка націлювання пересувається з відносно низькою швидкістю, то множина її попередніх відомих положень включає в себе відносно меншу кількість її попередніх відомих положень. 34. Спосіб за п. 32, який відрізняється тим, що середнє значення, обчислене за спрогнозованим положенням точки націлювання у другому наступному відеокадрі та щонайменше одним відомим її положенням, є зваженим середнім значенням. 35. Спосіб за п. 34, який відрізняється тим, що зважене середнє значення залежить від прискорення точки націлювання. 36. Спосіб за п. 34, який відрізняється тим, що зважене середнє значення залежить від швидкості точки націлювання. 37. Спосіб за п. 36, який відрізняється тим, що, якщо швидкість точки націлювання є відносно низькою, то при обчисленні зваженого середнього значення щонайменше одне відоме положення точки націлювання враховується з відносно більшою вагою. 38. Спосіб за п. 36, який відрізняється тим, що, якщо швидкість точки націлювання є відносно низькою, то другий наступний відеокадр розташований у часі відносно ближче до першого наступного відеокадру, а якщо швидкість точки націлювання є відносно високою, то другий наступний відеокадр розташований у часі відносно далі від першого наступного відеокадру. 39. Спосіб за п. 32, який додатково включає: визначення комп’ютером рівняння руху точки націлювання, яке загалом відповідає положенням точки націлювання у щонайменше одному зі згаданої множини відеокадрів; і визначення комп’ютером прогнозованого положення точки націлювання у другому наступному відеокадрі із застосуванням згаданого рівняння. Перехресне посилання на споріднені заявки [0001] Ця заявка претендує на пріоритет попередньої патентної заявки США № 60/521,877, поданої 15 липня 2004 р. на ім'я Пейдж (Page) під назвою "Aimpoint Enhancement by Means of Extrapolated Movement", зміст якої включено в цей документ шляхом посилання у всій повноті так, 7 якби вона була наведена повністю у цьому документі. Галузь застосування винаходу [0002] Цей винахід стосується системи супроводження цілі, зокрема, вдосконалення системи супроводження цілі для супроводження кількох цілей у системі супроводження точки націлювання зброї з використанням відеокамери. Рівень техніки [0003] Із все більш зростаючою важливістю імітаційного навчання великі зусилля докладалися у напрямку створення та вдосконалення імітаційних навчальних систем. Зокрема, для забезпечення ефективності бойової підготовки пріоритет віддається супроводженню цілі, оскільки без чіткого супроводження цілі будь-який вид навчання знецінюється, оскільки курсанти не можуть точно визначити, чи забезпечують вдосконалення процесу націлювання різні прийоми. [0004] У минулому було застосовано багато підходів для здійснення супроводження цілі. Лише у вигляді прикладу, у деяких системах для супроводження цілі були застосовані відеокамери. Деякі з таких систем, наприклад, використовують сигнал яскравості та/або сигнал кольоровості відеозображення для визначення, де з'являється відеозображення цілі. Такі системи можуть обчислювати розташування центроїда цього зображення, наприклад, шляхом порівняння із зоною, що визначена зразковою за значенням кольоровості та/або яскравості, яка може відповідати зразкам тонів людської шкіри та/або іншим відповідним зразкам. В іншому виді систем відеосупроводження для визначення цілі береться за основу визначення вікна, за допомогою якого здійснюється розподіл зон інтересу. Для здійснення супроводження можуть бути застосовані аналогові способи порівняння. [0005] У іншій системі цифрове зображення у реальному часі порівнюється з цифровим фоновим зображенням. Виходячи з різниць пікселів обчислюється центроїд для центра мас виділеного зображення. Швидкість цього виділеного зображення може бути обчисленою із застосуванням відмінностей в кадрах відеозапису. Інші системи застосовують кореляцію між розрізненими зонами на послідовних кадрах для визначення положення у зоні, що рухається. [0006] У іншій групі систем супроводження застосована цифрова просторова кореляція для заглушення сигналів від хибних цілей, що використовується у пристроях для супроводження точкових цілей. Зона пошуку системи супроводження поділяється на матрицю з рядків та стовпців елементарних полів огляду. Кожне елементарне поле огляду сканується для визначення того, чи знаходиться ціль у цьому полі, а сусідні поля матриці порівнюються для визначення того, чи знаходиться сигнал від цілі у суміжних елементарних полях. У такій системі сигнал відкидається, якщо у сусідніх полях матриці також є сигнал. [0007] У деяких системах супроводження відеопроцесор з'єднаний з телевізійною камерою та обмежує вихідний сигнал системи сигналами, що відповідають інтенсивності сигналу від внутріш 92462 8 нього контуру можливих цілей. Цифровий процесор обробляє вихідні сигнали відеопроцесора та визначає різницю між кутовим положенням визначеного об'єкта та попередньо збереженою оцінкою цього положення, після чого оновлює це збережене положення. Ця функція оновлення нормалізується згідно з розміром зображення цілі таким чином, що реакція супроводження цієї системи є по суті незалежною від розміру зображення цілі. Цей блок відеопроцесора видаляє сигнали, які не належать до визначеної цілі, виходячи з порівнянь амплітуди сигналів. Цифрові логічні схеми розрізняють справжню розрахункову ціль та хибні цілі, виходячи з кутового положення. [0008] Однак такі системи не забезпечують достатньої точності визначення цілей, особливо супроводження необхідної цілі у полі з множиною цілей. Крім того, традиційні системи мають проблеми з ефективним прогнозуванням положення цілей, особливо у період їх інтенсивного руху. Суть винаходу [0009] Виходячи з цього, варіанти здійснення винаходу передбачають вдосконалені системи та способи супроводження цілей у імітованому середовищі. Лише у вигляді прикладу наведено варіант здійснення лазерної системи супроводження цілей, що використовує відсвічений сигнал, яка здійснює супроводження цілі за допомогою відеокамери та приєднаного до неї обчислювального логічного блока. У певних варіантах здійснення можуть бути застосовані алгоритми керування зі зворотним зв'язком для прогнозування майбутніх положень цілей, які ґрунтуються на рівняннях, визначених на попередніх точках супроводження. Таким чином може бути прогнозовано наступне положення цілі. У деяких випадках цілі можуть бути відфільтровані та/або сортовані, виходячи з прогнозованих положень. У певних варіантах здійснення рівняння (включаючи без обмежень рівняння першого порядку та рівняння другого порядку) можуть бути визначені за одним або більше відеокадрами. Такі рівняння також можуть застосовуватися до одного або більше кадрів у послідовності відеозапису, отриманому та/або створеному цією системою. У певних варіантах здійснення ці рівняння також можуть бути застосовані для обчислення прогнозованих положень цілей; ці прогнози можуть у деяких випадках мати компенсацію затримок, притаманних лінії обробки. [0010] Таким чином, одна з груп варіантів здійснення передбачає системи супроводження цілей. Приклад такої системи може включати в себе систему відеовідображення, яка може бути виконана з можливістю відображення зображень цілі та/або щонайменше одного імітатора зброї, який може бути виконаний із можливістю відображення точки націлювання на показане зображення. У деяких варіантах здійснення система також включає в себе систему захоплення відеозображень, виконану з можливістю захоплення множини відеокадрів. Деякі або усі ці відеокадри можуть включати в себе щонайменше одну точку націлювання. [0011] Деякі системи також включають в себе комп'ютерну систему, яка може бути з'єднана з цією системою захоплення відеозображень. Ця 9 комп'ютерна система часто включає в себе процесор та доступний для читання комп'ютером носій інформації з інструкціями, які виконуються цим процесором. Ці інструкції можуть виконуватися для аналізу кожного з відеокадрів множини для визначення положення точки націлювання у кожному відеокадрі з цієї множини. Ці інструкції можуть також виконуватися для визначення рівняння руху точки націлювання; це рівняння може в цілому визначатися у деяких випадках на підставі положення точки націлювання у щонайменше одному з відеокадрів множини. У деяких варіантах здійснення це рівняння може являти собою рівняння другого порядку, яке може застосовуватися для обчислення положення точки націлювання, швидкості точки націлювання та прискорення точки націлювання. [0012] Із застосуванням принаймні цього рівняння можливе прогнозування положення точки націлювання у одному з наступних відеокадрів послідовності. У певних варіантах здійснення точка націлювання може бути ідентифікована у певному з наступних відеокадрів послідовності, можливо на підставі прогнозованого положення точки націлювання. Уінших варіантах здійснення точка націлювання може бути визначена з множини точок націлювання. [0013] Прогнозування положення точки націлювання на певному з наступних відеокадрів послідовності у деяких випадках може включати в себе прогнозування положення цієї точки націлювання у другому з наступних відеокадрів цієї послідовності (також, можливо за цим рівнянням) та усереднення значень прогнозованого положення точки націлювання у другому з наступних відеокадрів цієї послідовності із щонайменше одним відомим положенням цієї точки націлювання щонайменше у одному з поточних відеокадрів. На основі отриманих усереднених значень прогнозованого положення точки націлювання у другому з наступних відеокадрів цієї послідовності та щонайменше одного відомого положенням точки націлювання може бути прогнозовано положення цієї точки націлювання у першому з наступних відеокадрів цієї послідовності. Відеокадри з цієї послідовності не обов'язково повинні бути сусідніми (тобто можуть існувати один або більше проміжних кадрів між поточним кадром, наступним кадром з цієї послідовності та другим кадром з цієї послідовності відеокадрів). [0014] Інша група варіантів здійснення передбачає способи, які без обмежень включають способи супроводження точок націлювання на ціль. У одному із прикладів таких способів комп'ютер може отримувати (можливо, від системи захоплення відеозображень) множину відеокадрів. Кожний кадр з цієї множини відеокадрів може включати в себе щонайменше одну точку націлювання, яка відображається щонайменше одним імітатором зброї. У деяких варіантах здійснення комп'ютер виконує аналіз кожного з відеокадрів множини для визначення положення точки націлювання у кожному відеокадрі з цієї множини. У інших варіантах здійснення комп'ютер може виконувати визначення рівняння руху точки націлювання; це рівняння 92462 10 може в загальному випадку встановлюватися положенням точки націлювання у щонайменше одному з відеокадрів множини. Комп'ютер може також виконувати супроводження точки націлювання у множині відеокадрів. [0015] У іншому прикладі варіантів здійснення наведений спосіб прогнозування положення точки націлювання. Цей спосіб у деяких варіантах здійснення включає отримання комп'ютером (знов таки, можливо від системи захоплення відеозображень) множини відеокадрів; кожний з цієї множини відеокадрів може включати в себе щонайменше одну точку націлювання, що відображена імітатором зброї; ця множина відеокадрів може включати в себе поточний відеокадр та щонайменше один із попередніх відеокадрів. Комп'ютер у деяких варіантах здійснення виконує аналіз кожного кадру з множини відеокадрів для визначення множини відомих положень точки націлювання. Ця множина відомих положень точки націлювання може включати в себе поточне відоме положення точки націлювання у поточному відеокадрі та/або щонайменше одне попереднє відоме положення точки націлювання у щонайменше одному попередньому відеокадрі. У певних варіантах здійснення комп'ютер прогнозує положення точки націлювання у першому з наступних відеокадрів послідовності, наприклад, шляхом отримання середніх значень, можливо, із застосуванням зваженого середнього, прогнозоване положення точки націлювання у другому з наступних відеокадрів цієї послідовності із застосуванням щонайменше одного положення з множини відомих положень цієї точки націлювання. Це середнє значення може являти собою зважене середнє значення, яке може залежати від швидкості точки націлювання та/або прискорення точки націлювання. [0016] Наприклад, якщо точка націлювання пересувається з відносно високою швидкістю, то множина попередніх відомих положень точки націлювання може включати в себе відносно більшу кількість попередніх відомих положень точки націлювання, а якщо точка націлювання пересувається з відносно низькою швидкістю, то множина попередніх відомих положень точки націлювання може включати в себе відносно меншу кількість попередніх відомих положень цієї точки націлювання. За іншим прикладом, якщо швидкість точки націлювання є відносно нижчою, то зважене середнє для цього щонайменше одного відомого положення точки націлювання отримує відносно більшу вагу (наприклад, у порівнянні цього прогнозованого положення точки націлювання із другим з наступних відеокадрів послідовності). [0017] Інший приклад: якщо швидкість точки націлювання є відносно низькою, то другий кадр з наступних відеокадрів цієї послідовності може бути розташований відносно ближче за часом від першого з наступних відеокадрів цієї послідовності, а якщо швидкість точки націлювання є відносно вищою, то другий кадр із наступних відеокадрів цієї послідовності може бути розташований відносно далі за часом від першого з наступних відеокадрів послідовності (тобто коли точка націлювання пересувається з відносно вищою швидкістю, то 11 за цим способом можна здійснювати прогнозування з екстраполяцією для обчислювання прогнозованого положення далі у часі та її застосування для отримання середнього значення). [0018] У інших варіантах здійснення передбачені системи, що без обмежень включають в себе системи, виконані з можливістю здійснення способів за цим винаходом. У інших варіантах здійснення передбачено програмне забезпечення, включаючи програми, реалізовані на одному або більше доступних для читання комп'ютером носіях інформації. Деякі з таких програм можуть виконуватися комп'ютерними системами для здійснення способів за цим винаходом. [0019] Глибше розуміння суті та переваг цього винаходу може бути здійснено шляхом посилань до інших розділів цього опису та фігур, на яких аналогічні номери позицій на різних фігурах відповідають аналогічним елементам. У деяких прикладах до номера позиції доданий індекс, відокремлений дефісом, який вказує на один із множини аналогічних елементів. Коли посилання виконано на номер позиції без вказування одного з наведених індексів, то це означає, що посилання виконано на всі такі повторювані аналогічні елементи. Стислий опис креслень [0020] Фіг.1 являє собою принципову схему елементів системи для супроводження цілей відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. [0021] Фіг.2 являє собою узагальнену принципову схему комп'ютерної системи відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. [0022] Фіг.3 являє собою блок-схему функціональних елементів системи для супроводження цілей відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. [0023] Фіг.4 являє собою блок-схему способу супроводження точок націлювання відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. [0024] Фіг.5 являє собою блок-схему, що ілюструє спосіб обчислення прогнозованих точок націлювання відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. [0025] Фіг.6 являє собою ілюстрацію центроїда точки націлювання відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. [0026] Фіг.7 являє собою ілюстрацію відсвіту точки націлювання, накладеного на відеозображення, відповідно до різних варіантів здійснення цього винаходу. Докладний опис винаходу [0027] Таким чином, варіанти здійснення винаходу передбачають вдосконалення систем та способів супроводження цілей у імітованому середовищі. Лише у вигляді прикладу наведено варіант здійснення лазерної системи супроводження, яка використовує відсвіт сигналу, яка здійснює супроводження цілі за допомогою відеокамери та приєднаного до неї обчислювального логічного блока. У певних варіантах здійснення можуть бути застосовані алгоритми керування зі зворотним зв'язком для прогнозування майбутніх положень цілей, що ґрунтуються на рівняннях, визначених із попередніх точок супроводження. Таким чином може бути 92462 12 прогнозовано наступне положення цілі. У деяких випадках цілі можуть бути відфільтровані та/або сортовані, виходячи з прогнозованих положень. У певних варіантах здійснення рівняння (включаючи без обмежень рівняння першого порядку та рівняння другого порядку) можуть бути визначені за одним або більше відеокадрами. Такі рівняння також можуть застосовуватися до одного або більше кадрів у послідовності відеозапису, отриманих та/або створених цією системою. У певних варіантах здійснення ці рівняння також можуть бути застосовані для обчислення прогнозованих положень цілей; ці прогнози можуть у деяких випадках мати компенсацію затримок, притаманних лінії обробки. [0028] У одному з аспектів певні варіанти здійснення винаходу передбачають вдосконалені способи та системи для визначення точки націлювання зброї у стрілецьких тренажерах. У багатьох випадках у стрілецьких тренажерах застосовуються лазери видимого або інфрачервоного ("ІЧ") діапазонів, встановлені на стволі навчальної зброї для підсвічування цілей на відсвіченому зображенні у тирі. Із застосуванням зворотного зв'язку від камери (або будь-якої іншої придатної системи захоплення відеозображень) комп'ютерна система може ідентифікувати точки націлювання від різних одиниць зброї, а у деяких випадках також прогнозувати, де можуть опинитися одна або більше точок націлювання у майбутніх відеокадрах, що сприяє поліпшенню ідентифікації та супроводження цих точок націлювання у майбутніх відеокадрах. Таким чином, у деяких варіантах здійснення нема потреби у тому, щоб випромінювання променів націлювання різних одиниць зброї було пульсуючим для забезпечення ідентифікації кожної з одиниць зброї. (Однак у інших варіантах здійснення таке випромінювання все ж може бути модульованим (тобто вмикатися та вимикатися) з визначеними інтервалами). Лише у вигляді прикладу у певних варіантах здійснення випромінювання від однієї або більше одиниць зброї модулюється із частотою, яка дорівнює частоті кадрів системи захоплення відеозображень, що може сприяти поліпшенню супроводження та/або ідентифікації точок націлювання). [0029] Приклад імітаційної системи 100 показаний на Фіг.1. Система 100 включає в себе один або більше імітаторів зброї 105b, кожен з яких включає в себе пристрій, виконаний з можливістю випромінювання променя націлювання (який може мати частоту, що є видимою або невидимою для людського ока, таку як ІЧ), яке може бути виявлене відповідним обладнанням виявлення, описаним нижче. Цей промінь націлювання може вважатися імітацією деякої гіпотетичної траєкторії, якою може летіти куля або снаряд після пострілу із імітатора зброї (нехтуючи у деяких випадках впливом законів балістики та навколишнього середовища). У деяких випадках імітатор зброї може являти собою (але це не обов'язково) реальну зброю, пристосовану для випромінювання променя націлювання. [0030] Система 100 також включає в себе проектор 100, який може бути виконаним з можливістю відображення однієї або більше цілей на прое 13 кційному екрані 115 (це відображення може являти собою рухоме зображення - наприклад, відеозображення однієї або більше рухомих цілей - та/або нерухоме зображення - наприклад, фотографію однієї або більше цілей). Коли імітатор зброї 105 наводять на проекційний екран 115 та випромінюється промінь націлювання, у місці перетинання цього променя націлювання із проекційним екраном 115 утворюється точка націлювання, яка являє собою точку, у якій гіпотетична куля, яку було постріляно із імітатора зброї 105, влучила б у проекційний екран 115 (також нехтуючи у деяких випадках впливом законів балістики та навколишнього середовища). Тобто точку націлювання може бути виявлено за межами проекційного екрана 115 як відсвіт променя націлювання, що докладніше описано нижче. [0031] Система також включає пристрій 120 захоплення відеозображень, який може являти собою відеокамеру, цифровий пристрій обробки зображень з нерухомою матрицею (такий як цифрова відеокамера або будь-який інший пристрій, що включає в себе фотоелементи, один або більше приладів із зарядовим зв'язком ("ПЗЗ") або їм подібні пристрої), та/або будь-який інший придатний пристрій, здатний захоплювати відеозображення (або нерухомі зображення з достатньою частотою кадрів) таким чином для того, щоб записувати розташування однієї або більше точок націлювання на проекційному екрані 110. У деяких випадках цей пристрій захоплення відеозображення може являти собою відеокамеру з рядковою прогресивною розгорткою, у якій уникнуто проблеми з чергуванням (frame interleaving) кадрів (що докладніше описано нижче). [0032] Пристрій 120 захоплення відеозображень розташований таким чином, щоб захоплювати відеозображення (та/або послідовності нерухомих зображень) проекційного екрану. В аспекті цього винаходу пристрій 120 захоплення відеозображень виконаний з можливістю приймання частоти випромінювання променя націлювання/точки націлювання (які можуть бути видимими або невидимими залежно від варіанта здійснення). У деяких варіантах здійснення пристрій 120 захоплення відеозображень може також бути виконаним із можливістю приймання видимих частот, так що відображене зображення цілі (яке зазвичай буває видимим) також захоплюється пристроєм 120 захоплення відеозображень. (У інших варіантах здійснення, наприклад, коли промінь націлювання випромінюється у діапазоні невидимих частот, можуть бути застосовані декілька пристроїв 120 захоплення відеозображень, так що один (або більше) пристроїв 120 захоплюють зображення цілі, а один (або більше) пристроїв 120 захоплюють зображення точок націлювання). [0033] Пристрій 120 захоплення відеозображень з'єднаний з комп'ютером 125 супроводження, який може бути застосований для здійснення способів за цим винаходом, що докладніше описано нижче. У певних варіантах здійснення, наприклад, цей комп'ютер 125 супроводження визначає місце, в якому місці зброю 105 націлено на зображення, що відображається, шляхом визначення розташу 92462 14 вання точки націлювання. Лише у вигляді прикладу комп'ютер 125 супроводження може захоплювати зображення (таке як один або більше відеокадрів) від пристрою 120 захоплення відеозображень, після чого застосовувати перевірку на порогові величини та/або обчислення центроїда (що, наприклад, докладніше описано нижче) для визначення положення точок націлювання на проекційному екрані 115 у окремому відеокадрі (або нерухомому зображенні). Це положення може являти собою абсолютне положення відносно проекційного екрану 115 та/або захопленого кадру із пристрою 120 захоплення відеозображень та/або може являти собою положення відносно зображення цілі, що відображається. [0034] У одній з груп варіантів здійснення кожний з імітаторів зброї 105 з'єднаний з інтерфейсним пристроєм 130, який забезпечує обмін інформацією між зброєю 105 та комп'ютером 125 супроводження. У такий спосіб, наприклад, зброя 105 може здійснювати обмін інформацією із блоками 130 комп'ютера супроводження щодо стану зброї 105, такою, як момент натискання на спусковий гачок, період випромінювання зброєю променя націлювання, інформацією щодо цього променя націлювання (частота променя націлювання, частота модуляції тощо) та іншою подібною інформацією. Подібним чином, у деяких варіантах здійснення комп'ютер 130 супроводження може здійснювати обмін інформацією зі зброєю 105 з видаванням на конкретну одиницю зброї команд на початок (або припинення) випромінювання променя націлювання, про частоту променя націлювання та/або частоту модуляції, що має використовуватися, тощо. [0035] Термін "частота променя націлювання" означає частоту світла, що випромінюється зі зброї, а термін "частота модуляції" означає частоту, з якою цей промінь націлювання модулюється або пульсує. У деяких випадках промінь націлювання може не модулюватися; у інших випадках промінь націлювання може модулюватися з частотою, що відповідає частоті кадрів пристрою захоплення відеозображень, що може сприяти поліпшенню ідентифікації точок націлювання. У інших же випадках різні одиниці зброї 105а, 105b можуть бути виконані з можливістю модулювання різними частотами, щоб сприяти поліпшенню ідентифікації точок націлювання цих одиниць зброї. Однак у багатьох варіантах здійснення з причини здатності системи 100 до ідентифікації точок націлювання у спосіб, описаний нижче, така різниця у модуляції може виявитися непотрібною. [0036] У деяких варіантах здійснення система 100 додатково включає в себе комп'ютер 135 відображення, який може бути застосований для відображення цілей, точок націлювання тощо (або, наприклад, їхніх нерухомих та/або відеозображень), наприклад, для аналізування досягнень курсанта тощо. Цей комп'ютер 135 відображення може також бути виконаним з можливістю бути робочою станцією керування системою (хоча може бути використана окрема робоча станція керування (не показана) та/або комп'ютер 125 супроводження). Таким чином, комп'ютер 135 відображен 15 ня може бути з'єднаним із комп'ютером 125 супроводження (наприклад, через мережу 140, таку як мережа Ethernet, Інтернет, інтранет, бездротова мережа або будь-яка інша придатна мережа обміну інформацією). (У інших випадках комп'ютер 135 відображення та комп'ютер 125 супроводження можуть являти собою один і той самий комп'ютер). Комп'ютер 135 відображення у деяких випадках застосовується для забезпечення передавання зображення, що відображається, на проектор 110. Цей комп'ютер 135 відображення може бути з'єднаним із інтерфейсним пристроєм(-ями) 130 або безпосередньо, або через комп'ютер 125 супроводження таким чином, що він може здійснювати обмін інформацією з одиницями зброї 105, можливо, у спосіб, подібний до описаного вище стосовно до комп'ютера 125 супроводження. [0037] Відповідно до певних варіантів здійснення, стандартні комп'ютери та/або пристрої можуть бути виконані з можливістю застосування у системі 100 (наприклад, як комп'ютер 125 супроводження, робоча станція керування, комп'ютер 135 відображення та/або інтерфейсний пристрій 130) та/або для здійснення способів відповідно до цього винаходу. На Фіг.2 наведено загальну схему одного з варіантів здійснення комп'ютерної системи 200, яка може бути прикладом будь-якого з комп'ютерів/пристроїв, описаних вище. Показана комп'ютерна система 200 включає в себе елементи апаратного забезпечення, які можуть бути електрично з'єднані між собою через шину 205. Ці елементи апаратного забезпечення можуть включати в себе один або більше центральних процесорів (ЦП) 210; один або більше пристроїв 215 введення (наприклад, миша, клавіатура тощо); та/або один або більше пристроїв 220 виведення (наприклад, дисплей, принтер тощо). Комп'ютерна система 200 може також включати в себе один або більше запам'ятовувальних пристроїв 225. Наприклад, запам'ятовувальний пристрій (пристрої) 225 може (можуть) являти собою накопичувачі на дисках, оптичні запам'ятовувальні пристрої, напівпровідникові запам'ятовувальні пристрої, такі як оперативні запам'ятовувальні пристрої (random access memory "RAM", або "ОЗУ") та/або постійні запам'ятовувальні пристрої (read-only memory "ROM", або ПЗУ), які можуть бути програмованими, придатними до заміни керуючого мікрокоду та/або подібні. [0038] Комп'ютерна система 200 може додатково включати в себе зчитувальний пристрій 230 доступних для читання комп'ютером носіїв інформації; одну або більше систему(-и) 235 обміну інформацією (яка може включати в себе, без обмежень, будь-які придатні засоби обміну інформацією між пристроями, такі як послідовні та/або паралельні порти, USB-порти, порти за стандартом IEEE 1934, модеми, мережеві карти та/або набори мікросхем (бездротові або дротові), інфрачервоні пристрої обміну інформацією, бездротові системи обміну інформацією, включаючи Bluetooth та подібні, а також багато інших); оперативну пам'ять 240, яка може включати в себе (без обмежень) пристрої ОЗУ та ПЗУ, описані вище. У деяких варіантах здійснення комп'ютерна система 200 може також включати в себе пристрій 245 при 92462 16 скорення обробки, який може включати в себе цифровий процесор сигналів (DSP), спеціалізований процесор та/або подібний. [0039] Зчитувальний пристрій 230 доступних для читання комп'ютером носіїв інформації може також бути з'єднаний із доступним для читання комп'ютером носієм інформації 250; разом (та, факультативно, у комбінації з запам'ятовувальним пристроєм(-ями) 225) вони повністю представляють віддалені, локальні, стаціонарні та/або знімні запам'ятовувальні пристрої плюс носії інформації, що тимчасово та/або більш постійно зберігають доступну для читання комп'ютером інформацію. Система(-и) 235 обміну інформацією можуть забезпечувати обмін даними через мережу (без обмежень включаючи мережу 145, описану вище та/або будь-які інші комп'ютери та/або пристрої (без обмежень включаючи пристрої та комп'ютери, описані вище стосовно до системи 100). [0040] Комп’ютерна система 200 може також включати в себе елементи програмного забезпечення, показані в даному випадку розташованими у оперативній пам'яті 240, включаючи операційну систему 255 (таку як будь-яка з наявних версій операційних систем Microsoft Windows, UNIX - або подібних до UNIX, таких як операційні системи Linux, BSD тощо, операційні системи універсальних ЕОМ та інші. Ці елементи програмного забезпечення можуть також включати в себе інші програмні коди 260, такі як одна або більше прикладних програм (які можуть являти собою прикладну програму тощо, виконану з можливістю здійснення операцій згідно з варіантами здійснення винаходу, так само як клієнтську прикладну програму, програми серверів, веб-браузер, вебсервер, прикладні програми проміжного логічного рівня, системи керування реляційними базами даних RDBMS тощо). Ці прикладні програми можуть бути призначеними для здійснення способів відповідно до цього винаходу. [0041] Слід розуміти, що альтернативні варіанти здійснення комп'ютерної системи 200 можуть мати численні модифікації, порівняно з описаним вище. Наприклад, може також бути застосоване спеціалізоване апаратне забезпечення, та/або окремі елементи можуть реалізовані засобами апаратного забезпечення, засобами програмного забезпечення (включаючи переносне програмне забезпечення, таке як аплети), або засобами як апаратного, так і програмного забезпечення. Крім того, можуть бути застосовані з'єднання з іншими обчислювальними пристроями, такими як інтерфейсний пристрій 130, проектор 110, пристрій 120 захоплення відеозображень, пристрої мережевого введення/виведення тощо із застосуванням будьяких відповідних стандартних та/або спеціалізованих засобів з'єднання. [0042] У одній з груп варіантів здійснення комп'ютер супроводження виконаний з можливістю виконання прикладного програмного забезпечення (та/або групи програм прикладного програмного забезпечення), яке забезпечує можливість для цього комп'ютера супроводження здійснювати супроводження та/або ідентифікувати точки націлювання, а також здійснювати інші способи відповід 17 но до цього винаходу. (У деяких випадках ця програма (ці програми) прикладного програмного забезпечення можуть виконуватися розподілено на декількох комп'ютерах, які колективно виконують функції, що належать комп'ютерові супроводження). На Фіг.3 показано блок-схему функціональних елементів прикладної системи 300 супроводження, що включає в себе різні елементи, які можуть бути включені у таку прикладну програму(-и) відповідно до деяких варіантів здійснення. (Незважаючи на те, що на Фіг.3 показано конкретну функціональну схему, слід розуміти, що у інших варіантах здійснення можуть бути застосовані різні схеми, і фахівцям в цій галузі техніки на основі наведеного тут опису стане зрозуміло, що функції сервера супроводження можуть бути розподілені за необхідністю серед будь-якої кількості компонентів програмного забезпечення, прикладних програм та/або пристроїв). [0043] У показаних варіантах здійснення ця прикладна система 300 супроводження включає в себе інтерфейс 305 захоплення відеозображень, який призначений для захоплення відео- та/або нерухомих зображень від пристрою захоплення відеозображень. Цей інтерфейс 305 захоплення відеозображень призначений для отримання цього зображення(-нь) та/або форматування цього зображення(-нь) так, як це необхідно для обробки системою. Прикладна програма 300 також включає в себе модуль 310 шукача точок націлювання, який сканує це (ці) зображення на наявність картин, що відповідають можливим точкам націлювання. У одній з груп варіантів здійснення цей модуль шукача цілей здійснює пошук значень сигналу кольоровості та/або яскравості, які відповідають значенням з групи зразків (наприклад, у деякій групі визначених та/або налаштовуваних порогових значень). [0044] Відповідно до деяких варіантів здійснення, модуль 315 радіального фільтрування застосовує алгоритм фільтрування для аналізування зразків, які відповідають можливим точкам націлювання. У одному з варіантів здійснення цей алгоритм фільтрування здійснює порівняння з очікуваною формою таким чином, що зразки, які не відповідають очікуваній формі та/або розміру точки націлювання, можуть відкидатися як артефакти процесу захоплення відеозображень. (І хоча у описаних варіантах здійснення очікувані точки націлювання мають по суті радіальносиметричну форму, у інших варіантах здійснення можуть застосовуватися точки націлювання з іншими формами, і інші придатні алгоритми фільтрування можуть бути застосовані для фільтрування, базованого на таких формах). [0045] Ті зразки, які не були відкинуті (або - у варіантах здійснення, де не застосовується модуль фільтрування - усі ідентифіковані зразки), можуть вважатися дійсними точками націлювання. Для однієї або більше точок націлювання шукач 320 центроїда визначає положення центроїда точки націлювання для точного визначення розташування центра точки націлювання. Один приклад варіанта здійснення для визначення центроїда описано нижче стосовно до Фіг.6. Інші способи 92462 18 також можуть бути застосовані. Розташування центроїда тоді може бути визначено як розташування положення точки націлювання. [0046] У деяких варіантах здійснення може бути застосований просторовий перетворювач 325 для корекції будь-яких дефектів у процесі захоплення зображення. Лише у вигляді прикладу може мати місце дисторсія об'єктива у пристрої захоплення відеозображень таким чином, що захоплене зображення неточно відображує фактичне положення точки націлювання на зображенні, що відображається. За такої умови цей просторовий перетворювач може являти собою одне або більше рівнянь (або множину рівнянь), які вводять корекцію таких дефектів. У багатьох випадках це (ці) рівняння можуть бути визначені та/або скориговані на основі емпіричних порівнянь фактичного положення точки націлювання із записаним положенням точки націлювання для конкретної системи. Таким чином, такі рівняння (та/або їх коефіцієнти), можуть бути специфічними для кожної системи. (Без сумнівів, залежно від оптичних характеристик пристрою захоплення відеозображень, просторовий перетворювач 325 може виявитися необов'язковим). [0047] Після виконання усіх необхідних просторових перетворень записані точки націлювання обробляються пристроєм ідентифікації 330 точки націлювання, який встановлює, чи є точка націлювання специфічною точкою націлювання (можливо, серед множини точок націлювання) із застосуванням вікна 350 прогнозованого положення (докладніше описаного нижче). На Фіг.4, докладно описаній нижче, показаний один із прикладів способу ідентифікації точки націлювання. Після того, як точка націлювання ідентифікована, її положення вноситься до протоколу 335 для цієї точки націлювання. Цей протокол 335 точок націлювання (який може зберігатися у базі даних, однорідному файлі та/або будь-якій іншій придатній структурі даних), відображує у плині часу положення кожної окремої точки націлювання (наприклад, у координатах X та координатах Y). [0048] Виходячи з попередніх точок націлювання, генератор 340 рівнянь утворює рівняння, що описує рух конкретної точки націлювання. Для однієї з конкретних груп варіантів здійснення, рівняння, що описує рух певної точки націлювання, має такий вигляд: аТ2+bТ+с, (1) де Τ - час (який може бути розрахований виходячи з частоти кадрів захоплених відео- та/або нерухомих зображень), а - прискорення (наприклад, у пікселях за кадр), b - швидкість (наприклад, у пікселях за кадр), та с - початкове положення супроводжуваної точки націлювання. В деяких варіантах здійснення рівняння руху визначається шляхом апроксимації кривої до вибраної кількості попередніх положень точки націлювання для супроводжуваної точки націлювання (тобто положень, збережених у протоколі 335 цієї точки націлювання). Як докладніше описано нижче, у певних варіантах здійснення кількість попередніх точок націлювання, використаних для утворення цього рівняння може змінюватися (наприклад, у відпові 19 дності до поточної швидкості точки націлювання, та/або на основі інших факторів). У багатьох варіантах здійснення рівняння, що описує положення будь-якої конкретної точки націлювання, оновлюється постійно (тобто з кожним захопленим кадром) або достатньо часто. [0049] У одній з груп варіантів здійснення це утворене рівняння разом із (можливо, перетвореним) поточним положенням точки націлювання може бути застосованим для того, щоб визначити вікно 350 прогнозованого положення, яке являє собою радіус, проведений від поточного положення точки націлювання, у межах якого можливо очікувати положення точки націлювання у одному з наступних відеокадрів послідовності (який може бути, але не обов'язково, фізично наступним кадром). Це вікно прогнозованого положення може бути застосовано для ідентифікації точки націлювання у одному з наступних відеокадрів послідовності та/або для супроводження точки націлювання, як докладніше описано нижче. [0050] У одній з груп варіантів здійснення це утворене рівняння та/або попередні точки націлювання можуть бути наданими у модуль 345 усереднення зі змінною шириною, який може визначати, з яким ваговим коефіцієнтом сприймати середнє значення прогнозованого положення точки націлювання у деякому майбутньому кадрі та групи попередніх положень для цієї точки націлювання таким чином, щоб більш точно прогнозувати майбутнє положення точки націлювання. (Лише у вигляді прикладу - якщо поточна швидкість точки націлювання є відносно низькою, то відносно більша кількість попередніх значень може застосовуватися для усереднення, та/або ці попередні значення можуть отримувати відносно більші вагові коефіцієнти (та отримувати більшу вагу для усереднення), тоді як поточна швидкість точки націлювання є відносно високою, то може застосовуватися відносно менша кількість попередніх положень, та/або ці попередні положення можуть отримувати меншу вагу для усереднення. [0051] Це базується на принципі, за яким якщо поточна швидкість є відносно низькою, то відносно більш імовірно, що цей курсант сконцентрувався на одній цілі, а зміни у швидкості або прискоренні з більшою імовірністю є артефактом пристрою захоплення відеозображень та/або мимовільних рухів зброї таким чином, що ці зміни з відносно меншою імовірністю мають прогнозоване значення. І навпаки, якщо поточна швидкість є відносно високою, то відносно більш імовірно, що цей курсант супроводжує ціль зброєю таким чином, що рівняння руху з відносно більшою імовірністю мають прогнозоване значення. [0052] На Фіг.5 показаний приклад процедури для здійснення цього визначення вагових коефіцієнтів відповідно до певних варіантів здійснення винаходу. У деяких випадках зважене середнє значення може бути застосованим для визначення вікна прогнозованого положення, як описано вище. [0053] Слід розуміти, що незважаючи на приклади функціональних елементів, наведені на Фіг.3, фахівцям у цій галузі техніки зрозуміло, що численні подібні функціональні елементи можуть бути 92462 20 застосовані замість тих, що наведені вище, та/або взаємодія елементів, описана вище, може бути зміненою відповідним чином. У конкретних варіантах здійснення, наприклад, певні функції можуть бути непотрібними, і відповідно можуть бути видаленими з тієї чи іншої прикладної програми супроводження. [0054] Інша група варіантів здійснення передбачає способи, які без обмежень включають способи ідентифікації та/або супроводження однієї або більше точок націлювання. На Фіг.4 показаний приклад способу 400 відповідно до деяких варіантів здійснення. Способи відповідно до винаходу, без обмежень включаючи ті, що показані на Фіг.4 та Фіг.5, можуть бути здійснені за допомогою різних елементів системи 100, описаної стосовно до Фіг.1 (таких як, наприклад, комп'ютер супроводження). Однак слід розуміти, що у інших варіантах здійснення можуть бути застосовані інші системи з іншою структурою. Таким чином, способи відповідно до цього винаходу не є обмеженими будь-якими конкретними пристроями або системами. [0055] Спосіб 400, показаний на Фіг.4, включає захоплення відеокадру (блок 405). Як описано вище, захоплення відеокадру (який може являти собою нерухоме зображення у альтернативних варіантах здійснення) може включати записування відеокадру за допомогою пристрою захоплення відеозображень та/або захоплення записаного кадру з використанням інтерфейсу захоплення відеозображень прикладного програмного забезпечення. (У одному з аспектів цей пристрій захоплення відеозображень, інтерфейс захоплення відеозображень та/або їх комбінація можуть розглядатися як система захоплення відеозображень). Також можуть бути застосовані й інші процедури. В загальному випадку цей відеокадр містить щонайменше одну точку націлювання. (Інакше кажучи, захоплене зображення включає в себе відображення або відсвіт точки націлювання.) У блоці 410 здійснюється ідентифікація однієї або більше можливих точок націлювання. У одній з груп варіантів здійснення, як описано вище, може бути застосований один з алгоритмів звірення зі зразком для порівняння значень сигналу кольоровості та/або яскравості різних зон захопленого кадру для ідентифікації можливих точок націлювання. [0056] Після цього відеокадр аналізується для визначення положення точки націлювання (блок 415). У групі варіантів здійснення визначення положення точки націлювання може у різних варіантах здійснення включати одну або більше процедуру, що без обмежень включають фільтрування можливих точок націлювання для відкидання артефактів, визначення положення центроїда точки націлювання та/або призначення цього положення центроїда як положення точки націлювання та/або здійснення будь-якого необхідного просторового перетворення (наприклад, для корекції будь-яких дефектів у системі захоплення відеозображення). [0057] У певній групі варіантів здійснення спосіб 400 також включає зберігання положення точки націлювання (блок 420). У певній групі варіантів 21 здійснення положення точки націлювання зберігається у протоколі точок націлювання, можливо разом із часовим ідентифікатором (який може являти собою часову позначку, номер кадру тощо), що уможливлює аналіз положень точки націлювання за деякий проміжок часу. Процедури у блоках 405-420 можуть повторюватися, здійснюючи захоплення множини відеокадрів та/або утворюючи протокол положень точки націлювання у кожному відеокадрі з цієї множини. [0058] У блоці 425 визначається рівняння руху точки націлювання. Як вказано вище, у деяких варіантах здійснення це рівняння являє собою рівняння другого порядку, таке як рівняння (1). У певних варіантах здійснення це рівняння визначається як крива, що проходить через вибрану кількість попередніх положень цієї точки націлювання (що може включати або не включати поточне положення точки націлювання). Тоді у одному з аспектів це рівняння загалом може визначатися положенням точки націлювання у одному або більше з попередньо записаних відеокадрів. [0059] У блоці 430 здійснюється прогнозування майбутнього положення точки націлювання. Це прогнозування може ґрунтуватися на рівнянні руху точки націлювання за відомими положеннями цієї точки націлювання у одному або більше з попередніх кадрів та/або у поточному кадрі та/або за їхнім середнім значенням. У деяких випадках, як описано вище, це середнє значення являє собою зважене середнє значення та/або визначення його вагових коефіцієнтів може залежати від параметрів руху цієї точки націлювання (наприклад, швидкості точки націлювання, прискорення точки націлювання тощо). На Фіг.5 показаний приклад варіанта здійснення способу обчислення прогнозованого положення, виходячи зі зваженого середнього значення. [0060] У деяких варіантах здійснення може здійснюватися супроводження точки націлювання (блок 435). Лише у вигляді прикладу, точки націлювання у кожній із серій відеокадрів можуть бути застосовані для супроводження певної точки націлювання протягом певного проміжку часу, що уможливлює оцінювання дій курсанта. [0061] У інших варіантах здійснення може здійснюватися ідентифікація точки націлювання (блок 440). Після того, як прогнозоване положення точки націлювання встановлено, це прогнозоване положення може бути застосоване для ідентифікації цієї точки націлювання у одному з наступних відеокадрів послідовності. Наприклад, як зазначено вище, у деяких випадках для одного з наступних відеокадрів послідовності може бути обчислене вікно прогнозованого положення. Точка націлювання, що потрапляє до цього вікна у одному з наступних відеокадрів послідовності, може бути ідентифікованою як точка націлювання, що супроводжується. Крім того, якщо потрібно та/або доцільно (наприклад, якщо до вікна прогнозованого положення потрапляють декілька точок націлювання), то точки націлювання з двох або більше кадрів із послідовності наступних відеокадрів можуть бути піддані аналізу для визначення характеру руху. Якщо характер руху відповідає рівнянню 92462 22 руху для супроводжуваної точки націлювання, то ця точка націлювання у кадрах із послідовності наступних відеокадрів може бути ідентифікованою як супроводжувана точка націлювання. [0062] У деяких випадках прогнозоване положення точки націлювання застосовується для відрізнення цієї точки націлювання з множини точок націлювання (блок 445). Наприклад, якщо у певному кадрі знаходиться множина точок націлювання, то та точка націлювання, яка потрапляє до вікна прогнозованого положення, може бути відрізнена (як супроводжувана точка націлювання) з тих, що не потрапляють до вікна прогнозованого положення. [0063] Як зазначено вище, у багатьох випадках зважене середнє значення з рівняння руху для деякої точки націлювання та попередніх положень точки націлювання може бути застосовано для прогнозування певного майбутнього положення цієї точки націлювання. На Фіг.5 показаний приклад способу 500, за яким можливо визначити зважене середнє значення, яке має бути застосовано. Спосіб 500 включає протоколювання попередніх положень точки націлювання для конкретної точки (блок 505). Це протоколювання попередніх положень точки націлювання може здійснюватися у протоколі точок націлювання, як описано вище. [0064] У блоці 510 визначається глибина попередніх усереднень. Ця глибина попередніх усереднень показує, скільки відомих положень точки націлювання треба застосувати для визначення усередненого прогнозованого положення. Визначення глибини попередніх усереднень може ґрунтуватися на вікні змінного розміру, у якому швидкість та/або прискорення точки націлювання (у деяких випадках на основі рівняння руху, обчисленого як описано вище) встановлює, скільки попередніх положень треба застосувати. Лише у вигляді прикладу, у деяких варіантах здійснення передбачено, що у випадках, коли швидкість та/або прискорення є відносно малими, застосовується глибина попередніх усереднень з відносно більшою кількістю попередніх положень (тобто положень із попередньо записаних відеокадрів). [0065] Спосіб 500 може також включати в себе визначення екстрапольованої відстані (блок 515). У деяких варіантах здійснення якщо швидкість та/або прискорення точки націлювання є відносно високими (наприклад, за рівнянням руху для цієї точки націлювання), то корисно екстраполювати декілька кадрів у майбутнє для прогнозування положення точки націлювання. Якщо ж швидкість та/або прискорення є відносно нижчими, то така екстраполяція може виявитися непотрібною. Після визначення екстрапольованої відстані, визначається певне екстрапольоване положення (блок 520) із застосуванням рівняння руху для цієї точки націлювання. [0066] Після цього у блоці 525 визначається зважене середнє значення. У одній з груп варіантів здійснення це зважене середнє значення враховує як глибину попередніх усереднень, так і екстрапольовану відстань. Таким чином, зважене середнє значення буде залежати від швидкості та/або прискорення точки націлювання. Наприклад, при ни 23 зьких швидкостях для усереднення будуть застосовані більше попередніх положень, а екстрапольована відстань буде меншою. Відповідно рівняння руху отримують відносно меншу вагу, а попередні положення отримують відносно більшу вагу. Це може "згладжувати" надмірні оцінки змін положення, які можуть виникнути в результаті застосування тільки рівняння руху. Тобто, як зазначено вище, якщо швидкість є низькою, то пересування з більшою імовірністю є результатом артефактів системи та/або невеликих мимовільних рухів курсанта. І навпаки, при високих швидкостях екстрапольована відстань збільшується, а також для усереднення буде застосована більша кількість попередніх положень, або вони взагалі не будуть використовуватися. Це потрібно для уможливлення отримання більшої точності прогнозування положення системою, якщо точка націлювання пересувається з високою швидкістю, оскільки рівняння руху буде мати відносно більшу вагу. (У інших варіантах здійснення може незалежно застосовуватися один із цих двох заходів). [0067] У блоці 530 зважене середнє значення застосовується для визначення прогнозованого положення, яке може являти собою вікно прогнозованого положення, як описано вище. Це прогнозоване положення може бути застосоване для супроводження, ідентифікації та/або відрізнення точки націлювання, як це описано стосовно до Фіг.4. У деякій групі варіантів здійснення рівняння зважування (тобто такі рівняння, які визначають глибину попереднього усереднення та/або екстрапольовану відстань, виходячи зі змінного розміру вікна) можуть обчислюватися протягом виконання інших процесів. У інших варіантах здійснення ці рівняння можуть обчислюватися заздалегідь та/або уточнюватися, виходячи з особливостей поведінки, специфічних для конкретної системи. [0068] Слід зазначити, що незважаючи на те, що для спрощення опису спосіб 400 та спосіб 500, описані вище, мають відношення до ідентифікації та обробки певної одиночної точки націлювання у кожному з кадрів, відповідно до варіантів здійснення винаходу може здійснюватися ідентифікація, обробка та/або супроводження множини точок націлювання. Фактично однією з переваг певних варіантів здійснення є здатність до виконання ідентифікації/супроводження точок націлювання одночасно. Лише у вигляді прикладу, у певних варіантах здійснення можливо супроводження більш ніж п'ятнадцяти точок націлювання (а у деяких випадках значно більше п'ятдесяти точок націлювання) для певного відеозображення. Кількість точок націлювання, що можуть супроводжуватися, є обмеженою тільки обчислювальними можливостями системи та/або здатністю розрізнення окремих точок націлювання на відеозображенні. [0069] Крім того, різні варіанти здійснення винаходу передбачають системи (включаючи без обмежень системи, описані вище) та комп'ютерні програми, які можуть бути виконані з можливістю здійснення способів за цим винаходом, включаючи без обмежень способи, описані стосовно до Фіг.4 та Фіг.5. 92462 24 [0070] Як зазначено вище, у багатьох варіантах здійснення може бути ідентифікований центроїд точки націлювання. На Фіг.6 зображений приклад відсвіту точки націлювання 600 та показано, як може бути ідентифікований цей центроїд. Як показано на графіку 605 та графіку 610, відбиту енергію (у цьому прикладі ІЧ-енергія) можна виміряти. В зоні центральної точки (X1, Y1) відбита енергія (Е) є найвищою, і вона зменшується разом із зростанням відстані від цієї центральної точки. Щоб знайти центроїд цієї точки націлювання, площа, що оточує цю точку націлювання, може бути розділена на зони (як показано на прикладі відсвіту 600), і відбита енергія Еi може бути визначеною для кожної зони як по осі X, так і по осі Υ. Щоб знайти центроїд цієї точки націлювання по кожній відповідній осі, можуть бути застосовані такі рівняння: XiEi XC , (2) Ei YC YiEi , Ei (3) [0071] Фахівцям у цій галузі техніки зрозуміло, що виходячи з деяких варіантів здійснення, наведених у цьому описі, пристрій захоплення відеозображень утворює черезрядковий (interlaced) потік відеоданих. (Однак, у інших варіантах здійснення, таких як ті, у яких пристрій захоплення відеозображень являє собою камеру з рядковою (progressive) розгорткою або пристрій обробки окремих цифрових зображень, черезрядковий потік відеоданих не утворюється). Фахівцям у цій галузі техніки також зрозуміло, що без корекції черезрядковий потік відеоданих утворює переміжні відеокадри, у яких точка націлювання трохи відхиляється у вертикальному напрямку з причини черезрядкового ефекту, як показано на Фіг.7, де зображений приклад відсвіту точки націлювання 700, а також як парні та непарні рядки відео відображують окремі частини цього відсвіту, від чого центроїди відхиляються. Тому варіанти здійснення винаходу враховують це відхилення під час ідентифікування можливих точок націлювання та визначення центроїдів точок націлювання, наприклад, за допомогою коректувальних фільтрів, що накладаються на відеозображення. [0072] На завершення, варіанти здійснення винаходу забезпечують вдосконалення супроводження та/або ідентифікацію точок націлювання шляхом застосування, серед інших, утворених рівнянь, за якими прогнозується положення точки націлювання у майбутньому кадрі. Ці утворені рівняння підвищують точність визначення точки націлювання шляхом об'єднання результатів із декількох кадрів у точні рівняння руху цілі. Застосовуючи ці рівняння, можна точно ідентифікувати точки націлювання у будь-який момент, включаючи час, протягом якого точка націлювання рухається. У певних варіантах здійснення може бути забезпечено значне підвищення точності у порівнянні з відомими системами. [0073] Крім того, ці утворені рівняння руху можуть забезпечити компенсацію затримок лінії обробки, притаманних обладнанню для захоплення 25 зображень та виконання обчислень. Оскільки ці рівняння забезпечують точну модель лінійної системи (рух людської руки як важеля), вони можуть бути екстрапольовані (наприклад, у деяких варіантах здійснення до 20 кадрів) до того, як з'являться похибки супроводження. До того ж ці залежності можуть бути приведені до положень у дробових кадрах, в яких курсантом виконано постріли, що забезпечує точність визначення точки націлювання. [0074] Таким чином, відповідно до різних варіантів здійснення винаходу, пропонуються патентоспроможні способи, системи та програмні продукти, які уможливлюють вдосконалення супроводження та/або прогнозування точок націлювання зброї у імітованому середовищі. Відповідно до інших варіантів здійснення, можливо реалізувати подібні способи, процедури та/або системи відповідно до цього винаходу для супроводження будь-яких придатних видів цілей, індикаторів тощо. Лише у вигляді прикладу - варіанти здійснення цього винаходу можуть бути застосовані у гральних системах та їм подібних. Таким чином, незважаючи на те, що у вищенаведеному описі наведені конкретні приклади варіантів здійснення для реалізації цього винаходу, фахівцям у цій галузі техніки зрозуміло, що можливі численні вдосконалення та різновиди, що не виходять за межі обсягу винаходу. [0075] Слід зазначити, що описані способи та системи є по суті лише прикладами. Виходячи з цього, у різних варіантах здійснення відповідним чином можуть бути виключені, замінені та/або додані різноманітні процедури та/або елементи. Подібним чином у вищенаведеному описі з ілюстративною метою були описані різні способи у певному порядку. Слід розуміти, що у альтернативних варіантах здійснення ці способи можуть бути здійснені у порядку, що відрізняється від описано 92462 26 го. Слід також розуміти, що описані вище способи можуть бути здійснені у вигляді елементів апаратного забезпечення та/або можуть бути реалізовані у вигляді послідовностей інструкцій, що виконуються комп'ютером, які можуть бути застосовані для виконання цих способів машиною, такою як стандартний або спеціалізований процесор або логічні схеми, запрограмовані допомогою для виконання цих інструкцій. Ці інструкції, що виконуються комп'ютером, можуть зберігатися на одному або більше доступних для читання комп'ютером носіїв інформації, таких як диски CD-ROM або інші види оптичних дисків, магнітні дискети, ПЗП, ОЗП, ППЗП, ППЗПЕС (програмований постійний запам'ятовувальний пристрій з електричним стиранням), магнітні або оптичні карти, флеш-пам'ять або інші види доступних для читання комп'ютером носіїв інформації, придатні для зберігання інструкцій у електронному вигляді. Лише у вигляді прикладу, деякі варіанти здійснення цього винаходу передбачають програмне забезпечення, яке може виконуватися на одному або більше комп'ютерах для здійснення способів, описаних вище. У певних варіантах здійснення, наприклад, може використовуватися множина програмних компонентів, виконаних з можливістю виконання на різних пристроях апаратного забезпечення. Альтернативно ці способи можуть бути здійснені за допомогою комбінації елементів апаратного забезпечення та програмного забезпечення. [0076] Таким чином, незважаючи на те, що у вищенаведеному описі наведені конкретні приклади варіантів здійснення для реалізації цього винаходу, фахівцям у цій галузі техніки зрозуміло, що можливі численні вдосконалення та різновиди, що не виходять за межі обсягу винаходу. Тобто обсяг цього винаходу визначається тільки формулою винаходу, наведеною нижче. 27 92462 28 29 92462 30 31 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 92462 Підписне 32 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601