CN107316528A - 一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，包含基座式射击武器、射管空间姿态传感器、击发动作传感器、数据采集和传输设备、AR眼镜；所述射管空间姿态传感器包含方位传感器和仰角传感器；本发明有效的解决了由于战场环境和敌情设置困难、训练过程存在一定危险性、弹药耗费资金高昂等原因，在实装武器射击训练的组织实施过程中存在着诸多障碍，且实装武器射击训练的过程在事后难以复盘，对训练效果不易评估的技术问题。

Description

一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统
技术领域
本发明属于模拟射击训练领域，尤其涉及一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统。
背景技术
当前，射击武器的实装训练由于战场环境和敌情设置困难、训练过程存在一定危险性、弹药耗费资金高昂等原因，在训练的组织实施过程中存在着诸多障碍，且实装武器射击训练的过程在事后难以复盘，对训练效果不易评估。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，其有效的解决了由于战场环境和敌情设置困难、训练过程存在一定危险性、弹药耗费资金高昂等原因，在训练的组织实施过程中存在着诸多障碍，且实装武器射击训练的过程在事后难以复盘，对训练效果不易评估的技术问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，包含基座式射击武器、射管空间姿态传感器、击发动作传感器、数据采集和传输设备、AR眼镜；所述射管空间姿态传感器包含方位传感器和仰角传感器；所述基座式射击武器包含水平转向机构、俯仰调节机构、击发机构；所述方位传感器和仰角传感器分别安装在水平转向机构、俯仰调节机构上，所述击发动作传感器安装在击发机构上；所述射管空间姿态传感器和击发动作传感器的信号输出端均与数据采集和传输设备的信号输入端相连，数据采集和传输设备的信号输出端与AR眼镜的信号输入端相连；
其中，基座式射击武器，用于完成射击；
射管空间姿态传感器，用于实时采集训练过程中武器射管空间姿态；
击发动作传感器，用于实时采集训练过程中武器的击发动作；
数据采集和传输设备，用于实时采集射管空间姿态传感器和击发动作传感器的脉冲信号，并传输至AR眼镜；
AR眼镜，用于产生虚拟场景和射击目标。
作为本发明一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统的进一步优选方案，所述方位传感器和仰角传感器均包含专用吸附式支架、轴角传感器和胶轮，所述所述方位传感器和仰角传感器通过专用吸附式支架分别安装在水平转向机构、俯仰调节机构上，通过调整专用吸附式支架调节各脚的长度和角度，调节方位传感器和仰角传感器的胶轮进而带动轴角编码器转动。
作为本发明一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统的进一步优选方案，所述击发动作传感器包含专用吸附式支架和行程开关，所述击发动作传感器通过专用吸附式支架安装在击发机构上，所述行程开关（32）用以采集用户对击发机构所做的击发动作。
作为本发明一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统的进一步优选方案，AR眼镜采用透视式叠加显示眼镜。
作为本发明一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统的进一步优选方案，所述武器射管空间姿态包含方位和俯仰角度。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明有效的解决了由于战场环境和敌情设置困难、训练过程存在一定危险性、弹药耗费资金高昂等原因，在训练的组织实施过程中存在着诸多障碍，且实装武器射击训练的过程在事后难以复盘，对训练效果不易评估的技术问题。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理图；
图2是本发明方位传感器和仰角传感器的结构框图；
图3是本发明击发动作传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，包含基座式射击武器（1）、射管空间姿态传感器（2）、击发动作传感器（3）、数据采集和传输设备（4）、AR眼镜（5）；所述射管空间姿态传感器（2）包含方位传感器（21）和仰角传感器（22）；所述基座式射击武器（1）包含水平转向机构（11）、俯仰调节机构（12）、击发机构（13）；所述方位传感器（21）和仰角传感器（22）分别安装在水平转向机构（11）、俯仰调节机构（12）上，所述击发动作传感器（3）安装在击发机构（13）上；所述射管空间姿态传感器（2）和击发动作传感器（3）的信号输出端均与数据采集和传输设备（4）的信号输入端相连，数据采集和传输设备（4）的信号输出端与AR眼镜（5）的信号输入端相连；
其中，基座式射击武器（1），用于完成射击；
射管空间姿态传感器（2），用于实时采集训练过程中武器射管空间姿态；
击发动作传感器（3），用于实时采集训练过程中武器的击发动作；
数据采集和传输设备（4），用于实时采集射管空间姿态传感器和击发动作传感器的脉冲信号，并传输至AR眼镜；
AR眼镜（5），用于产生虚拟场景和射击目标。
如图2所示,射管空间姿态传感器（2）包括：方位传感器（21）和仰角传感器（22），均为带专用吸附式支架的轴角编码器。
使用时，利用专用吸附式支架（211）将它们分别安装在基座式射击武器（1）的水平转向机构（11）和俯仰调节机构（12）上，通过调整专用吸附式支架（211）各脚的长度和角度，使得传感器的胶轮（213）和基座式射击武器（1）的水平转向机构（11）、俯仰调节机构（12）紧密贴合，且能够带动轴角编码器（212）的中心轴随之转动，从而在训练过程中能够根据胶轮（213）转动的角度值实时推算出武器射管空间姿态的变化；
如图3所示,击发动作传感器（3）为一个带专用吸附式支架的行程开关。使用时，利用专用吸附式支架（31）将其安装在基座式射击武器（1）的击发机构（13）附近，通过感应击发机构的位移变化，来监测训练过程中受训人员的击发动作。
上述各部件之间的连接均为简单的物理连接，各部件之间不存在数据交互。
上述射管空间姿态传感器（2）和击发动作传感器（3）的信号输出均与数据采集和传输设备（4）的信号输入相连。
数据采集和传输设备（4）的信号输出与AR眼镜（5）的信号输入相连。
AR眼镜内置本项目的模拟训练软件。该软件根据射管空间姿态传感器（2）所传送过来的角度信息，实时调整软件内武器射管在虚拟空间里的坐标，使之与实装武器射管在现实空间里的姿态相一致，并以此为依据，当击发动作传感器（3）上传击发信号时，运用内建的弹道计算数学模型，快速解算出与当前射管姿态相对应的虚拟弹道轨迹方程，通过检测轨迹方程与软件内虚拟目标的碰撞结果，来判断虚拟目标是否被命中。
此外，模拟训练软件还负责将训练过程中受训人员的操作动作进行实时记录，在训练结束后，可以将训练过程进行全面复盘、分析，做出科学合理的考评。
所述AR眼镜为透视式叠加显示眼镜，受训人员能够在用肉眼观看到实装武器和现实训练环境的同时，观察到由模拟训练软件所生成的战场环境、射击目标，以及弹道轨迹、命中爆炸效果等虚拟场景，既不影响受训人员对手中实装武器进行观察和操作，还能够同时兼顾到虚拟训练场景中的战场态势。
所述AR眼镜内置高精度陀螺测姿装置，能够灵敏地感知受训人员头部的六自由度运动，由AR眼镜所生成的虚拟场景和射击目标相对于真实场景的空间坐标位置不因受训人员头部的扭转、俯仰和上下、前后移动而产生变化。
所述基座式射击武器可为实装射击武器，也可为以实装射击武器为样本制作的等比仿真器。
所述射管空间姿态传感器，为带专用吸附式支架的胶轮轴角编码器，能够实现训练过程中实装武器射管空间姿态（方位、仰角）的实时采集。
所述采用带专用吸附式支架的行程开关，能够实现对训练过程中实装武器击发动作的实时采集。
所述数据采集和传输设备内置高速逻辑运算单元，能够实时采集来自射管空间姿态传感器和击发动作传感器的脉冲信号，并将其通过有线或者无线的方式传输给AR眼镜。
所述模拟训练软件内置于AR眼镜中，可以根据用户选择从训练库中调取预置的训练场景，自动生成射击目标，根据数据采集和传输设备所提供的信号，实时调整软件中虚拟射管的空间姿态和击发状态，使之与实装武器的射管空间姿态与击发状态一致，并以此为基础，实时解算出虚拟弹道轨迹和射击目标的命中结果，并对训练过程信息进行全程记录，能够在训练结束后进行全方位复盘和考评。
本发明有效的解决了由于战场环境和敌情设置困难、训练过程存在一定危险性、弹药耗费资金高昂等原因，在训练的组织实施过程中存在着诸多障碍，且实装武器射击训练的过程在事后难以复盘，对训练效果不易评估的技术问题。

Claims (5)

1.一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，其特征在于：包含基座式射击武器（1）、射管空间姿态传感器（2）、击发动作传感器（3）、数据采集和传输设备（4）、AR眼镜（5）；所述射管空间姿态传感器（2）包含方位传感器（21）和仰角传感器（22）；所述基座式射击武器（1）包含水平转向机构（11）、俯仰调节机构（12）、击发机构（13）；所述方位传感器（21）和仰角传感器（22）分别安装在水平转向机构（11）、俯仰调节机构（12）上，所述击发动作传感器（3）安装在击发机构（13）上；所述射管空间姿态传感器（2）和击发动作传感器（3）的信号输出端均与数据采集和传输设备（4）的信号输入端相连，数据采集和传输设备（4）的信号输出端与AR眼镜（5）的信号输入端相连；
其中，基座式射击武器（1），用于完成射击；
射管空间姿态传感器（2），用于实时采集训练过程中武器射管空间姿态；
击发动作传感器（3），用于实时采集训练过程中武器的击发动作；
数据采集和传输设备（4），用于实时采集射管空间姿态传感器和击发动作传感器的脉冲信号，并传输至AR眼镜；
AR眼镜（5），用于产生虚拟场景和射击目标。
2.根据权利要求1所述的一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，其特征在于：所述射管空间姿态包含射管相对于基座的方位角度和俯仰角度，分别由方位传感器（21）和仰角传感器（22）负责采集。
3.根据权利要求3所述的一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，其特征在于：所述方位传感器（21）和仰角传感器（22）均包含专用吸附式支架（211）、轴角传感器（212）和胶轮（213），所述所述方位传感器（21）和仰角传感器（22）通过专用吸附式支架（211）分别安装在水平转向机构（11）、俯仰调节机构（12）上，通过调整专用吸附式支架（211）调节各脚的长度和角度，调节方位传感器和仰角传感器的胶轮（213）进而带动轴角编码器（212）转动。
4.根据权利要求1所述的一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，其特征在于：所述击发动作传感器（3）包含专用吸附式支架（31）和行程开关（32），所述击发动作传感器（3）通过专用吸附式支架（31）安装在击发机构（13）上，所述行程开关（32）用于采集用户对击发机构所做的击发动作。
5.根据权利要求1所述的一种适用于基座式射击武器的模拟训练系统，其特征在于：AR眼镜采用透视式叠加显示眼镜。
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