CN106871730A - 一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，涉及轻武器射击训练靶标设备技术领域。系统中靶标装置包括一仿人形立体靶标和全地形智能机器人运动平台；平台的箱体下端设置有滑移转向控制系统；箱体内部设置有运动电机驱动系统、供电模组、定位导航传感器、地形感知传感器、周围环境传感器和智能机器人控制系统；各传感器均与智能机器人控制系统相连；仿人形立体靶标的用于模拟人体各部位的结构内部均设置有导电橡胶传感器；箱体内部的子弹命中检测电路通过导电橡胶传感器感测的子弹命中信号确定子弹所命中的模拟人体部位；手动模式控制终端、战术显示控制终端均与智能机器人控制系统和子弹命中检测电路能够进行通信。

Description

一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统

技术领域

本发明涉及轻武器射击训练靶标设备技术领域，尤其涉及一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统。

背景技术

当前，随着国际形势的不断变化和安防反恐的客观需求，轻武器射击训练已经成为部队训练的重要手段。而目前，在轻武器射击训练中，大多采用移动射击平面人形靶标系统作为国防轻武器射击训练器械。长期以来对人的行为模拟是轻武器射击训练靶标建设的重点，主要包括三方面的模拟：(1)不同姿态的人(即暴露面积不同)；(2)沿固定路线往复运动的人；(3)不规则运动的、具备智能化的人或人群。

目前国内外传统的轻武器射击训练靶标多数采用在轨运行的方式，即在射击训练靶场内铺设轻轨或型材作为导轨，修建靶房用以放置靶标(如图1所示，现有技术的靶标大多为平面靶标，可以为圆盘形或者平面人形，在靶标上标注有环数)，布置电力线、控制柜及操作人员隐蔽设施等。射击训练靶标通常采取缆绳牵引、轨道送电或自带动力的方式在轨道上运行，以模拟人型目标供训练者进行射击训练。此类方式虽然实现方法简单，但总体建设和维护成本高，目标位置相对固定，缺乏灵活性。因此传统的移动靶标很难满足现代化的射击训练需求，并且与真实对战有很大的差别。

另外，对于射击结果的检测，目前国内外现有的报靶检测方法主要有：电极短路法、光电检测法、图像识别法、声电定位法等。光电检测法，激光阵列成本高，加工难度大，且易受子弹损坏。图像识别法主要用于单兵精度射击训练，每次中弹后需要更换靶纸，对于立体仿人形靶标且容易出现错判，不适用于移动靶标。声电定位法存在相互干扰的问题，而且容易对连续中靶出现漏判情况。另外，当前轻武器射击训练一般采用的是平面型靶标，与实际的人体外形和体积差异较大。

可见，现有技术的轻武器射击训练靶标系统存在目标位置运动方式单一，对真实环境的模拟仿真度较差，且报靶检测方法定位射击结果不够准确。

发明内容

本发明的实施例提供轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，以解决现有技术的轻武器射击训练靶标系统存在目标位置运动方式单一，对真实环境的模拟仿真度较差和无法模拟真实战场对峙场景的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，包括：手动模式控制终端、战术显示控制终端以及一至多个靶标装置；

所述靶标装置包括一仿人形立体靶标和与仿人形立体靶标底部连接的全地形智能机器人运动平台；

所述全地形智能机器人运动平台包括一箱体；在所述箱体下端设置有滑移转向控制系统；在所述箱体内部设置有运动电机驱动系统、供电模组、用于定位全地形智能机器人运动平台位置的定位导航传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台所处地形的地形感知传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台周围是否有障碍物的周围环境传感器以及用于控制全地形智能机器人运动平台移动的智能机器人控制系统；所述滑移转向控制系统、定位导航传感器、地形感知传感器、周围环境传感器均与所述智能机器人控制系统连接；

所述仿人形立体靶标设置有用于模拟人体各部位的结构，在所述各部位结构内部分别设置有导电橡胶传感器；

在所述箱体内部，还设置有与所述智能机器人控制系统连接的子弹命中检测电路；所述子弹命中检测电路与各导电橡胶传感器分别连接，以通过导电橡胶传感器感测的子弹命中信号确定子弹所命中模拟人体的部位；

所述供电模组与所述运动电机驱动系统、滑移转向控制系统、智能机器人控制系统以及子弹命中检测电路连接；

所述手动模式控制终端、战术显示控制终端均与所述智能机器人控制系统和子弹命中检测电路通信连接；所述手动模式控制终端及所述战术显示控制终端用于通过智能机器人控制系统控制所述全地形智能机器人运动平台移动；所述战术显示控制终端还用于显示所述靶标装置的状态信息。

具体的，所述滑移转向控制系统包括4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构；所述4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构分为前后两组，每个轮式结构连接有运动电机，4路独立的运动电机与运动电机驱动系统连接；所述运动电机驱动系统与所述智能机器人控制系统连接；所述运动电机驱动系统用于控制4路独立的运动电机，以带动轮式结构旋转。

具体的，所述地形感知传感器包括陀螺仪传感器和重力加速度传感器；所述陀螺仪传感器和重力加速度传感器分别与所述智能机器人控制系统连接；所述陀螺仪传感器和重力加速度传感器用于感测所述全地形智能机器人运动平台的姿态信息。

具体的，所述周围环境传感器包括设置于所述箱体前端的激光雷达传感器；所述激光雷达传感器与所述智能机器人控制系统连接；所述激光雷达传感器用于感测所述全地形智能机器人运动平台前端的障碍物信息。

具体的，所述仿人形立体靶标包括仿人形聚乙烯材料内核；在所述仿人形聚乙烯材料内核所模拟人体各部位的结构内部分布有导电橡胶传感器；所述仿人形聚乙烯材料内核所模拟人体各部位的结构包括人体头部、颈部、肩部、胸部、手臂、心脏部位以及腹部。

具体的，所述全地形智能机器人运动平台外部设置有防弹装甲结构；所述防弹装甲结构包括铝合金着弹层、防火填充层以及防弹层；所述防火填充层位于所述铝合金着弹层和所述防弹层的中间；所述铝合金着弹层位于所述防弹装甲结构的前部；所述防弹层位于所述防弹装甲结构的后部；所述防弹层采用热轧防弹钢板制成。

具体的，在所述全地形智能机器人运动平台上端与仿人形立体靶标连接处设置有起倒靶控制结构；所述起倒靶控制结构包括靶标连接支架、起倒转轴、霍尔传感器、直流电机、蜗轮蜗杆减速齿轮组以及起倒控制电路；所述靶标连接支架上端与所述仿人形立体靶标固定连接；所述起倒转轴将所述靶标连接支架下端和所述全地形智能机器人运动平台上端连接；在所述靶标连接支架下端和所述全地形智能机器人运动平台上端分别设置所述霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述起倒控制电路连接；所述霍尔传感器用于感测所述靶标连接支架下端和所述全地形智能机器人运动平台上端的相对位置；所述起倒控制电路与所述直流电机连接，以通过所述直流电机控制所述蜗轮蜗杆减速齿轮组，带动所述起倒转轴旋转；所述起倒控制电路分别与所述智能机器人控制系统和所述子弹命中检测电路连接。

具体的，所述起倒控制电路，用于在子弹命中检测电路检测到预先设置的模拟人体部位被子弹命中后，通过所述直流电机控制所述蜗轮蜗杆减速齿轮组，带动所述起倒转轴旋转，放倒连接有仿人形立体靶标的靶标连接支架到一预先设置的放倒位置；

所述智能机器人控制系统，用于在所述靶标连接支架被放倒后，控制所述全地形智能机器人运动平台原地静止。

此外，在所述箱体一侧设置有音效模拟器；所述音效模拟器与所述智能机器人控制系统连接；所述音效模拟器用于发出仿人的声音或者模拟中弹音效。

此外，所述智能机器人控制系统连接有网络传输接口；

所述战术显示控制终端通过两个无线网桥形成的局域网与所述网络传输接口通信连接，以与所述智能机器人控制系统进行通信。

进一步的，所述轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，还包括在轻武器射击训练场周边架设的云台摄像机；所述云台摄像机与所述战术显示控制终端通信连接；所述云台摄像机用于拍摄获取轻武器射击训练场的实时状况；

所述战术显示控制终端，具体用于接收用户输入的运行路径信息或运行模式信息，并根据所述运行路径信息或运行模式信息生成行驶指令，将所述行驶指令发送至智能机器人控制系统，以使得所述智能机器人控制系统根据所述行驶指令控制所述全地形智能机器人运动平台移动；

所述战术显示控制终端，具体还用于显示轻武器射击训练场的实时状况以及各靶标装置的被命中信息。

进一步的，所述轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，还包括训练人员穿着的带有全球卫星定位系统电路的激光感应服装，以及在仿人形立体靶标处设置的激光照射设备；所述激光感应服装表面设置有激光感应器；所述全球卫星定位系统电路通过无线网络与智能机器人控制系统连接；所述激光照射设备与所述智能机器人控制系统连接；

所述智能机器人控制系统，用于根据全球卫星定位系统电路确定的训练人员所在位置信息，控制所述激光照射设备向训练人员所在位置发射激光信号。

本发明实施例提供的一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其包括手动模式控制终端、战术显示控制终端以及一至多个靶标装置；该靶标装置包括一仿人形立体靶标和与仿人形立体靶标底部连接的全地形智能机器人运动平台；所述全地形智能机器人运动平台包括一箱体；在所述箱体下端设置有滑移转向控制系统；在所述箱体内部设置有小体积大功率运动电机驱动系统、供电模组、用于定位全地形智能机器人运动平台位置的定位导航传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台所处地形的地形感知传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台周围是否有障碍物的周围环境传感器以及用于控制全地形智能机器人运动平台移动的智能机器人控制系统；所述滑移转向控制系统、定位导航传感器、地形感知传感器、周围环境传感器分别与所述智能机器人控制系统连接，从而可以实现通过智能机器人控制系统控制全地形智能机器人运动平台的灵活移动。所述仿人形立体靶标设置有用于模拟人体各部位的结构，在所述各部位结构内部分别设置有导电橡胶传感器；在所述箱体内部，还设置有与所述智能机器人控制系统连接的子弹命中检测电路；所述子弹命中检测电路与各导电橡胶传感器分别连接，以通过导电橡胶传感器感测的子弹命中信号确定子弹所命中模拟人体的部位，从而可以实现不同模拟人体部位被子弹命中的准确检测，相比于现有的标靶采用环数来评述射击的准确性，通过命中模拟人体的部位来评述射击的准确性更加贴近实际。所述供电模组与所述运动电机驱动系统、滑移转向控制系统、智能机器人控制系统以及子弹命中检测电路连接；所述手动模式控制终端、战术显示控制终端均与所述智能机器人控制系统和子弹命中检测电路通信连接；所述手动模式控制终端及所述战术显示控制终端用于通过智能机器人控制系统控制所述全地形智能机器人运动平台的移动；所述战术显示控制终端还用于显示所述靶标装置的状态信息。可见，本发明可以解决现有技术的轻武器射击训练靶标系统存在目标位置运动方式单一，对真实环境的模拟仿真度较差和无法模拟真实战场对峙场景的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的靶标示意图；

图2为本发明实施例提供的一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统的结构示意图三；

图5为本发明实施例中仿人形立体靶标所模拟人体各部位的结构及导电橡胶传感器分布示意图；

图6为本发明实施例中的防弹装甲结构示意图；

图7为本发明实施例中的起倒靶控制结构示意图；

图8为本发明实施例中的战术显示控制终端与靶标装置的通信环境示意图一；

图9为本发明实施例中的战术显示控制终端与靶标装置的通信环境示意图二；

图10为本发明实施例中在战术显示控制终端上的显示界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例提供轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统10，包括：手动模式控制终端11、战术显示控制终端12以及一至多个靶标装置13。

所述靶标装置13包括一仿人形立体靶标131和与仿人形立体靶标131底部连接的全地形智能机器人运动平台132。

值得说明的是，此处的仿人形立体靶标131可以是2D仿人形靶标，也可以是3D仿人形靶标。在本发明附图中，均以3D仿人形靶标为例，对于其他仿人形立体靶标的形态，在本发明附图中不再一一列举。

如图2和图3所示，所述全地形智能机器人运动平台132包括一箱体133；在所述箱体133下端设置有滑移转向控制系统134；在所述箱体133内部设置有运动电机驱动系统130、供电模组135、用于定位全地形智能机器人运动平台位置的定位导航传感器136、用于感测全地形智能机器人运动平台所处地形的地形感知传感器137、用于感测全地形智能机器人运动平台周围是否有障碍物的周围环境传感器138以及用于控制全地形智能机器人运动平台移动的智能机器人控制系统139；所述滑移转向控制系统134、定位导航传感器136、地形感知传感器137、周围环境传感器138分别与所述智能机器人控制系统139连接。

所述仿人形立体靶标131设置有用于模拟人体各部位的结构，在所述各部位结构内部分别设置有导电橡胶传感器140。

在所述箱体133内部，还设置有与所述智能机器人控制系统139连接的子弹命中检测电路141；所述子弹命中检测电路141与各导电橡胶传感器140分别连接，以通过导电橡胶传感器140感测的子弹命中信号确定子弹所命中模拟人体的部位。

所述供电模组135与所述运动电机驱动系统130、滑移转向控制系统134、智能机器人控制系统139以及子弹命中检测电路141连接，以分别为运动电机驱动系统130、滑移转向控制系统134、智能机器人控制系统139以及子弹命中检测电路141供电。当然，供电模组135还可以连接靶标装置13中的其他用电结构。此处的供电模组135可以包括锂电池和锂电池的自动平衡充电管理模块，其中锂电池负责能量供给，并具有完善的锂电池组充放电管理功能。锂电池的自动平衡充电管理模块能够实时监测各个用电结构芯片的电压、电流和温度，具有过压、过流、过温、过放等保护电池功能，使得整个供电模组135具有较高的使用效率和使用寿命。

所述手动模式控制终端11、战术显示控制终端12均与所述智能机器人控制系统139和子弹命中检测电路141通信连接；所述手动模式控制终端11及所述战术显示控制终端12用于通过智能机器人控制系统139控制所述全地形智能机器人运动平台132移动；所述战术显示控制终端12还用于显示所述靶标装置13的状态信息。

具体的，如图4所示，所述滑移转向控制系统134包括4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构142；所述4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构142分为前后两组，每个轮式结构连接有小体积大功率的运动电机143，4路独立的运动电机143与运动电机驱动系统130连接；所述运动电机驱动系统130与所述智能机器人控制系统139连接；所述运动电机驱动系统130用于控制4路独立的运动电机143，以带动轮式结构142旋转。

此处，通过滑移转向控制系统134可以实现较优的转向性能，而转向性能是全地形智能机器人运动平台132性能的一个重要评价指标。例如通过滑移转向控制系统134可以实现原地转向，原地转向是指两侧轮子等速反向行驶，即理论上零半径转向。而本发明中，运动电机驱动系统130和小体积大功率的运动电机143可以共同保证全地形智能机器人运动平台132的高机动性和高可靠性。而全地形智能机器人运动平台132还可以实现滑移转向，滑动转向依靠改变两侧车轮的转速及其转向来操控行驶方向。

具体的，如图4所示，所述地形感知传感器137包括陀螺仪传感器145和重力加速度传感器146；所述陀螺仪传感器145和重力加速度传感器146分别与所述智能机器人控制系统139连接；所述陀螺仪传感器145和重力加速度传感器146用于感测所述全地形智能机器人运动平台的姿态信息，例如三轴角度信息等。这样，全地形智能机器人运动平台132可以根据地形的不同而采取相应的四轮驱动策略，保证全地形智能机器人运动平台的运行安全。例如，该全地形智能机器人运动平台132能够行驶在沥青、沙石、草地和灌木等多种地形。全地形智能机器人运动平台132的最大爬坡能力可以不小于30°，最大行驶速度可达5米/秒，最大加速度可以达到3.5米/平方秒，最大角速率可以达到90度/秒，最大角加速度可以达到120度/平方秒。全地形智能机器人运动平台132还可以以不同速度运行，如模拟人的步行(约1.5m/s)、跑步(约3m/s)和摩托车机动(约5m/s)等多种移动速度，并且不同速度之间可以快速进行切换。

具体的，如图4所示，所述周围环境传感器138包括设置于所述箱体前端的激光雷达传感器147；所述激光雷达传感器147与所述智能机器人控制系统139连接；所述激光雷达传感器147用于感测所述全地形智能机器人运动平台前端的障碍物信息。

此处，激光雷达传感器147作为一种主动探测的环境传感器，其可以获得周围环境中物体的距离信息，且不受光照条件影响，在本发明中，激光雷达传感器147可以利用现有的点云聚类和最近点迭代法帧匹配技术对周围环境感知，完成周围环境特征提取和定位导航等功能。通过环境感知获取障碍物信息和路径可通过性分析，从而训练靶标装置13进行运行规划，从而可以利用激光雷达环境感知技术获取周围障碍物信息，在移动过程中能够主动绕开障碍物并躲避其它靶标，避免靶标装置13在行进中的互相碰撞问题。

可见，全地形智能机器人运动平台所具有的全地形运动能力和对外界环境的感知力，结合能够适应全天候环境的定位导航功能，可以保证靶标装置不受天气、光线、温度等影响，实现全地形、全天候的野外自主行驶功能。例如能够在雨雪天气、白天黑夜、酷暑寒冬等不同气候条件下提供打靶训练任务。

具体的，如图5所示，所述仿人形立体靶标131包括仿人形聚乙烯材料内核；在所述仿人形聚乙烯材料内核所模拟人体各部位的结构内部分布有导电橡胶传感器140；所述仿人形聚乙烯材料内核所模拟人体各部位的结构包括人体头部148、颈部149、肩部150、胸部151、手臂152、心脏部位153以及腹部154。这样，当子弹击中各部位的导电橡胶传感器140时，子弹命中检测电路141就可以捕捉到子弹的命中信号，确定命中部位。若仿人形立体靶标131出现损坏，也可以便于仿人形立体靶标131被迅速更换。

进一步的，如图6所示，所述全地形智能机器人运动平台132外部设置有防弹装甲结构155；所述防弹装甲结构155包括铝合金着弹层156、防火填充层157以及防弹层158；所述防火填充层157位于所述铝合金着弹层156和所述防弹层158的中间；所述铝合金着弹层156位于所述防弹装甲结构155的前部；所述防弹层158位于所述防弹装甲结构155的后部；所述防弹层158可以采用厚度为5毫米的B900FD高强度热轧防弹钢板制成，该型钢板具有良好的抗冲击载荷变形能力，保证了较大的冲击韧性，性能均匀稳定、具有良好的冷加工性和焊接性能。而防火填充层157可以采用厚度为3毫米的防火耐热材料，质地轻柔。铝合金着弹层156采用2毫米厚的铝合金板材，质轻，强度高，表面处理后有良好的抗腐蚀性。这样当子弹打中仿人形立体靶标131的防弹装甲结构155时，子弹可穿透最前侧的铝合金着弹层156，撞击道后侧的防弹层158后，停留在中间的防火填充层157中，有效降低子弹弹射的危险，避免跳弹造成的设备损坏和人员误伤的危险。

具体的，如图2所示，在所述全地形智能机器人运动平台132上端与仿人形立体靶标131连接处设置有起倒靶控制结构159。如图7所示，所述起倒靶控制结构159包括靶标连接支架160、起倒转轴161、霍尔传感器162、直流电机163、蜗轮蜗杆减速齿轮组164以及起倒控制电路165；所述靶标连接支架160上端与所述仿人形立体靶标131固定连接；所述起倒转轴161将所述靶标连接支架160下端和所述全地形智能机器人运动平台132上端连接；在所述靶标连接支架160下端和所述全地形智能机器人运动平台132上端分别设置所述霍尔传感器162，所述霍尔传感器162与所述起倒控制电路165连接；所述霍尔传感器162用于感测所述靶标连接支架160下端和所述全地形智能机器人运动平台132上端的相对位置。所述起倒控制电路165与所述直流电机163连接，以通过所述直流电机163控制所述蜗轮蜗杆减速齿轮组164，带动所述起倒转轴161旋转；另外，如图4所示，所述起倒控制电路165分别与所述智能机器人控制系统139和所述子弹命中检测电路141连接。此处的起到控制电路165可以由运动控制处理器和电机驱动电路两部分，其中运动控制处理器可采用STM32处理器，而电机驱动电路可采用MC33887全桥驱动芯片。

具体的，所述起倒控制电路165，用于在子弹命中检测电路141检测到预先设置的模拟人体部位被子弹命中后，通过所述直流电机163控制所述蜗轮蜗杆减速齿轮组164，带动所述起倒转轴161旋转，放倒连接有仿人形立体靶标131的靶标连接支架160到一预先设置的放倒位置。所述智能机器人控制系统139，用于在所述靶标连接支架160被放倒后，控制所述全地形智能机器人运动平台132原地静止。例如，预先设置的模拟人体部位可以包括头部、心脏部位、胸部，但不包括手臂、肩膀，因为头部、心脏部位以及胸部被子弹命中后是致命的，可以放倒连接有仿人形立体靶标131的靶标连接支架160，以模拟人体中弹倒地的场景。此外，起倒控制电路165还可以在靶标连接支架160被放倒一段时间之后，自动立起靶标连接支架160，或者由手动模式控制终端11发出立起指令，再由起倒控制电路165控制立起靶标连接支架160。

此外，如图4所示，在所述箱体一侧设置有音效模拟器166；所述音效模拟器166与所述智能机器人控制系统139连接；所述音效模拟器166用于发出仿人的声音或者模拟中弹音效。

此外，如图4所示，所述智能机器人控制系统139和子弹命中检测电路141连接有网络传输接口167。

另外，如图8所示，所述战术显示控制终端12通过两个无线网桥14形成的局域网与智能机器人控制系统139和子弹命中检测电路141连接的网络传输接口167通信连接，以与所述智能机器人控制系统139和子弹命中检测电路141进行通信。

例如图8和图9所示，轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统中的无线网络方式主要解决战术显示控制终端与远距离外的多台靶标装置之间的通信问题。首先战术显示控制终端通过一对无线网桥形成局域网，两个无线网桥之间通过定向天线进行远距离桥接，距离可达4公里。具体实现为：战术显示控制终端配置无线网桥，并且通过定向天线对远距离外的轻武器射击训练靶场定向发射信号，同样的靶场也通过无线网桥定向往战术显示控制终端发送信号，且两个定向天线之间可视化无遮挡。靶场无线网桥通过无线路由器(图9中的AP)，将无线局域网覆盖到整个射击靶场范围内。靶标装置13通过车载无线网卡，可同时通过无线路由器经过无线网桥与战术显示控制终端进行数据通信。无线网络系统为2.4G和5.8G双频无线频段，兼容802.11a/b/g/n/ac等多种传输协议。本发明提供的无线网络通信方案具有功耗低、传输距离远等特点。

进一步的，如图4所示，所述轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统10还包括在轻武器射击训练场周边架设的一至多台云台摄像机15；所述云台摄像机15与所述战术显示控制终端12通信连接；所述云台摄像机15用于拍摄获取轻武器射击训练场的实时状况。

所述战术显示控制终端12，具体用于接收用户输入的运行路径信息或运行模式信息，并根据所述运行路径信息或运行模式信息生成行驶指令，将所述行驶指令发送至智能机器人控制系统，以使得所述智能机器人控制系统根据所述行驶指令控制所述全地形智能机器人运动平台移动。

所述战术显示控制终端12，具体还用于显示轻武器射击训练场的实时状况以及各靶标装置的被命中信息。

例如，管理人员可以通过战术显示控制终端对轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统10进行模式切换，更改靶标运动模式、编辑射击训练场景等。管理人员可以通过战术显示控制终端对多台靶标装置进行路径规划等设置，以实现灵活多样的射击训练，例如随机运动、自主躲藏、班组编队、主动对战等训练模式，从而满足不同的训练需求。

对于上述路径规划，可以通过战术显示控制终端界面上画定各靶标的移动路径，或者活动区域，通过战术显示控制终端下发到各个靶标装置13后，实现对各个靶标装置13的路径规划控制。具体实现方式如下：管理人员选定某靶标装置13，通过鼠标或者触摸屏、触控板等在战术显示控制终端主界面的靶场平面地图之上进行连续画线，则可生成路径。路径根据所画路线的相对坐标生成靶场路径坐标点集后，下发到相应的靶标装置13，靶标装置13则可按照此既定路线前进。

对于随机运动模式：在此模式的打靶训练过程中，靶标装置可以类似“热粒子”一样无规则的在靶场中进行移动，其移动速度和移动方向都是随机变化的，而且没有预测性。靶标装置如热粒子般，在靶场内时快时慢，或直线或曲线进行移动。此模式中靶标装置的移动不可预知，轻武器射击人员无法预判训练靶标的位置和速度，从而一定程度上增加了射击训练的难度。

对于自主躲藏模式：在此模式下，靶标装置在训练打靶过程中，靶标装置对特定的躲避区域已经预知，靶标装置可快速地寻找掩体进行躲避，并且在掩体之间快速移动。此种模式，靶标装置是为了模拟作战人员对子弹进行躲避反应的场景。

对于上述的主动对战模式：如图4所示，所述轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统10，还包括训练人员穿着的带有全球卫星定位系统电路168的激光感应服装，以及在仿人形立体靶标131处设置的激光照射设备169；所述激光感应服装表面设置有激光感应器170；所述全球卫星定位系统电路168通过无线网络与智能机器人控制系统139连接；所述激光照射设备169与所述智能机器人控制系统139连接；这样，智能机器人控制系统139可以根据全球卫星定位系统电路168确定的训练人员所在位置信息，控制激光照射设备169向训练人员所在位置发射激光信号。从而靶标装置可以最大程度上模拟真实作战情景，提高训练难度和实用性。

对于上述的班组编队模式：靶标装置还可以模拟班组进攻或防御队形进行行进。

另外，管理人员可以通过手动模式控制终端11对一至多个靶标装置13进行远程遥控。管理人员可在靶场区域附近的某处高地的特定掩体内，通过手动模式控制终端11对靶场内的靶标装置13进行遥控操作，通过手动模式采用2.4Ghz无线方式实时控制靶标装置13的运动，主要用于训练过程的干预，其遥控作用距离可达800米。

对于战术显示控制终端12的显示，其显示界面可以如图10所示，界面可以包括菜单栏201、二维地图显示界面202(其中显示了各靶标装置的位置和掩体、障碍物信息)、中靶成绩列表203、操作区域204、中靶实时显示区域205等。

此外，战术显示控制终端12能够对轻武器射击训练的主要规则进行设定。战术显示控制终端的设置中心为管理人员提供数据设置接口，管理人员可以对靶标数目、移动速度、打靶计时、评分标准、靶标中靶后的反应等进行设置，设置接口为用户填写和下拉选择菜单模式，以便用户对设置项进行数据填写或者下拉选择。

例如：

射击训练时间的设置：按照射击训练时间，射击训练可分为计时模式和无限模式。其中计时时间可由管理人员设定，计时结束后，射击训练成绩将自动生成。计时模式下，可对射击训练人员射击的效率进行针对性训练，是对射击训练人员短时间内的注意力和爆发力的考验。无限模式下，射击训练人员可长时间进行射击训练，适合于初次射击训练人员的训练，并可作为对射击训练连续射击和耐久力的一种专项训练。

靶标移动速度的设置：战术显示控制终端为用户提供靶标速度设置接口。用户可以选择使用步行、跑步、摩托车机动速度等系统设定选项，也可通过输入具体数值方式对靶标速度进行设置。通过设定不同的移动速度，改变轻武器射击训练的难易度。

训练靶标中弹后反应的设置：射击训练时，靶标在移动的过程中被打中时，靶标会自动停止运动，同时立体仿人形靶标向后倒下。此功能主要模拟人员伤亡后的效果，训练靶标是否复活可由后台操作人员决定。

中靶评分的设置：训练靶标的速度、位置、和中弹信息实时显示在战术显示控制终端中，当射击训练人员射击命中仿人形靶标后，仿人形靶标除做出拟人化反应和音效模拟外，中靶部位信息和中弹次数也会实时在战术显示控制终端显示。训练靶标系统的默认评分标准为：射击命中头部位时成绩计10分，射击命中心脏时成绩计9分，射击命中胸部时成绩计7分，射击命中腹部时成绩计6分，射击命中其它部位时成绩计4分等。战术显示控制终端的操作人员可对仿人形靶标各部位中弹的评分进行设置更改。例如在特殊作战场景下，非致命部位中弹得分可以设置更高。最后的射击训练得分在仿人形靶标对射击训练选择结束后自动生成。总得分为所有训练靶标的中弹次数按部位权重的加权累加值。

本发明中的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统能够自动生成射击训练人员的射击成绩。射击训练结束后，战术显示控制终端自动生成当次打靶信息报表，管理人员可将成绩结果保存，以便后期查询。管理人员可以对射击训练人员信息进行管理。射击训练时，射击训练人员射击的时间、中靶次数、中靶得分等信息能够自动导入数据库。射击训练结束后当次射击人员成绩自动更新，并显示其在所有打靶成绩中的总排名，并将射击结果进行分项数据统计、格式化报表生成和打印输出。

本发明中的战术显示控制终端，能够对轻武器射击训练靶场的实时信息全方位监控。各个训练靶标当前的靶场位置信息、移动速度以及中弹信息以二维态势图方式显示。二维态势显示基于电子地图，在图上实时显示训练靶标当前的位置、起倒状态、速度等动作和命中信息。同时战术显示控制终端可通过靶场周边架设的高清云台摄像机，对轻武器射击训练的靶场实时状况进行全方位监控。高清云台摄像机具有200万像素，支持30倍光学变倍。通过战术显示控制终端可以控制高清摄像机的调焦变倍，同时支持对云台摄像机的方位俯仰控制。

本发明实施例提供的一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其包括手动模式控制终端、战术显示控制终端以及一至多个靶标装置；该靶标装置包括一仿人形立体靶标和与仿人形立体靶标底部连接的全地形智能机器人运动平台；所述全地形智能机器人运动平台包括一箱体；在所述箱体下端设置有滑移转向控制系统；在所述箱体内部设置有小体积大功率运动电机驱动系统、供电模组、用于定位全地形智能机器人运动平台位置的定位导航传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台所处地形的地形感知传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台周围是否有障碍物的周围环境传感器以及用于控制全地形智能机器人运动平台移动的智能机器人控制系统；所述滑移转向控制系统、定位导航传感器、地形感知传感器、周围环境传感器分别与所述智能机器人控制系统连接，从而可以实现通过智能机器人控制系统控制全地形智能机器人运动平台的灵活移动。所述仿人形立体靶标设置有用于模拟人体各部位的结构，在所述各部位结构内部分别设置有导电橡胶传感器；在所述箱体内部，还设置有与所述智能机器人控制系统连接的子弹命中检测电路；所述子弹命中检测电路与各导电橡胶传感器分别连接，以通过导电橡胶传感器感测的子弹命中信号确定子弹所命中模拟人体的部位，从而可以实现不同模拟人体部位被子弹命中的准确检测，相比于现有的标靶采用环数来评述射击的准确性，通过命中模拟人体的部位来评述射击的准确性更加贴近实际。所述供电模组与所述运动电机驱动系统、滑移转向控制系统、智能机器人控制系统以及子弹命中检测电路连接；所述手动模式控制终端、战术显示控制终端均与所述智能机器人控制系统和子弹命中检测电路通信连接；所述手动模式控制终端及所述战术显示控制终端用于通过智能机器人控制系统控制所述全地形智能机器人运动平台的移动；所述战术显示控制终端还用于显示所述靶标装置的状态信息。可见，本发明可以解决现有技术的轻武器射击训练靶标系统存在目标位置运动方式单一，对真实环境的模拟仿真度较差和无法模拟真实战场对峙场景的问题。

另外，通过本发明可以解决特定战术背景下轻武器射击训练中智能靶标的组织运用问题，提高轻武器射击时立体靶标运动及交互的战术性，提升轻武器射击训练的实战化水平。本发明相比于现有技术中在固定路线上移动的人形靶，更能训练射击人员的搜索和反应能力。

另外，需要说明的是，本发明所涉及的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统的重点在于训练靶标系统，而并非轻武器，任何形式的轻武器(例如手枪、步枪等)均不在本发明的保护范围内。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，包括：手动模式控制终端、战术显示控制终端以及一至多个靶标装置；

所述靶标装置包括一仿人形立体靶标和与仿人形立体靶标底部连接的全地形智能机器人运动平台；

所述全地形智能机器人运动平台包括一箱体；在所述箱体下端设置有滑移转向控制系统；在所述箱体内部设置有运动电机驱动系统、供电模组、用于定位全地形智能机器人运动平台位置的定位导航传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台所处地形的地形感知传感器、用于感测全地形智能机器人运动平台周围是否有障碍物的周围环境传感器以及用于控制全地形智能机器人运动平台移动的智能机器人控制系统；所述滑移转向控制系统、定位导航传感器、地形感知传感器、周围环境传感器均与所述智能机器人控制系统连接；

所述仿人形立体靶标设置有用于模拟人体各部位的结构，在所述各部位结构内部分别设置有导电橡胶传感器；

在所述箱体内部，还设置有与所述智能机器人控制系统连接的子弹命中检测电路；所述子弹命中检测电路与各导电橡胶传感器分别连接，以通过导电橡胶传感器感测的子弹命中信号确定子弹所命中模拟人体的部位；

所述供电模组与所述运动电机驱动系统、滑移转向控制系统、智能机器人控制系统以及子弹命中检测电路连接；

所述手动模式控制终端、战术显示控制终端均与所述智能机器人控制系统和子弹命中检测电路通信连接；所述手动模式控制终端及所述战术显示控制终端用于通过智能机器人控制系统控制所述全地形智能机器人运动平台的移动；所述战术显示控制终端还用于显示所述靶标装置的状态信息。

2.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，所述滑移转向控制系统包括4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构；所述4个独立驱动且采用刚性悬挂的轮式结构分为前后两组，每个轮式结构连接有运动电机，4路独立的运动电机与运动电机驱动系统连接；所述运动电机驱动系统与所述智能机器人控制系统连接；所述运动电机驱动系统用于控制4路独立的运动电机，以带动轮式结构旋转。

3.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，所述地形感知传感器包括陀螺仪传感器和重力加速度传感器；所述陀螺仪传感器和重力加速度传感器分别与所述智能机器人控制系统连接；所述陀螺仪传感器和重力加速度传感器用于感测所述全地形智能机器人运动平台的姿态信息。

4.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，所述周围环境传感器包括设置于所述箱体前端的激光雷达传感器；所述激光雷达传感器与所述智能机器人控制系统连接；所述激光雷达传感器用于感测所述全地形智能机器人运动平台前端的障碍物信息。

5.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，所述仿人形立体靶标包括仿人形聚乙烯材料内核；在所述仿人形聚乙烯材料内核所模拟人体各部位的结构内部分布有导电橡胶传感器；所述仿人形聚乙烯材料内核所模拟人体各部位的结构包括人体头部、颈部、肩部、胸部、手臂、心脏部位以及腹部。

6.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，全地形智能机器人运动平台外部设置有防弹装甲结构；所述防弹装甲结构包括铝合金着弹层、防火填充层以及防弹层；所述防火填充层位于所述铝合金着弹层和所述防弹层的中间；所述铝合金着弹层位于所述防弹装甲结构的前部；所述防弹层位于所述防弹装甲结构的后部；所述防弹层采用热轧防弹钢板制成。

7.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，在所述全地形智能机器人运动平台上端与仿人形立体靶标连接处设置有起倒靶控制结构；所述起倒靶控制结构包括靶标连接支架、起倒转轴、霍尔传感器、直流电机、蜗轮蜗杆减速齿轮组以及起倒控制电路；所述靶标连接支架上端与所述仿人形立体靶标固定连接；所述起倒转轴将所述靶标连接支架下端和所述全地形智能机器人运动平台上端连接；在所述靶标连接支架下端和所述全地形智能机器人运动平台上端分别设置所述霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述起倒控制电路连接；所述霍尔传感器用于感测所述靶标连接支架下端和所述全地形智能机器人运动平台上端的相对位置；所述起倒控制电路与所述直流电机连接，以通过所述直流电机控制所述蜗轮蜗杆减速齿轮组，带动所述起倒转轴旋转；所述起倒控制电路分别与所述智能机器人控制系统和所述子弹命中检测电路连接。

8.根据权利要求7所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，所述起倒控制电路，用于在子弹命中检测电路检测到预先设置的模拟人体部位被子弹命中后，通过所述直流电机控制所述蜗轮蜗杆减速齿轮组，带动所述起倒转轴旋转，放倒连接有仿人形立体靶标的靶标连接支架到一预先设置的放倒位置；

所述智能机器人控制系统，用于在所述靶标连接支架被放倒后，控制所述全地形智能机器人运动平台原地静止。

9.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，在所述箱体一侧设置有音效模拟器；所述音效模拟器与所述智能机器人控制系统连接；所述音效模拟器用于发出仿人的声音或者模拟中弹音效。

10.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，所述智能机器人控制系统连接有网络传输接口；

所述战术显示控制终端通过两个无线网桥形成的局域网与所述网络传输接口通信连接，以与所述智能机器人控制系统进行通信。

11.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，还包括在轻武器射击训练场周边架设的云台摄像机；所述云台摄像机与所述战术显示控制终端通信连接；所述云台摄像机用于拍摄获取轻武器射击训练场的实时状况；

所述战术显示控制终端，具体用于接收用户输入的运行路径信息或运行模式信息，并根据所述运行路径信息或运行模式信息生成行驶指令，将所述行驶指令发送至智能机器人控制系统，以使得所述智能机器人控制系统根据所述行驶指令控制所述全地形智能机器人运动平台移动；

所述战术显示控制终端，具体还用于显示轻武器射击训练场的实时状况以及各靶标装置的被命中信息。

12.根据权利要求1所述的轻武器射击训练全地形智能移动靶标系统，其特征在于，还包括训练人员穿着的带有全球卫星定位系统电路的激光感应服装，以及在仿人形立体靶标处设置的激光照射设备；所述激光感应服装表面设置有激光感应器；所述全球卫星定位系统电路通过无线网络与智能机器人控制系统连接；所述激光照射设备与所述智能机器人控制系统连接；

所述智能机器人控制系统，用于根据全球卫星定位系统电路确定的训练人员所在位置信息，控制所述激光照射设备向训练人员所在位置发射激光信号。