CN108398049A - 一种联网互战式投影对抗射击训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了联网互战式投影对抗射击训练系统，包括若干训练单元、及与若干训练单元通信连接的中控服务器，训练单元包括：投影屏幕、投影仪；动作采集传感装置，采集训练人员运动信息的动作采集传感装置，定位训练人员在投影屏幕上射击后的射击点的射击点采集传感装置；训练控制装置，用于根据训练人员的运动信息，控制射击训练场景中训练人员对应的虚拟角色的动作及虚拟角色在训练场景中的位置；还用于根据射击点采集传感器定位的射击点的位置，获取射击结果。本发明根据训练人员的运动信息联动对应的虚拟角色，并以该虚拟角色的视角呈现相应的训练场景，增强了射击训练真实感，此外，通过联网各个训练单元，可以使各训练人员进行对抗作战。

Description

一种联网互战式投影对抗射击训练系统

技术领域

本发明涉及投影式射击模拟训练技术领域，尤其涉及一种联网互战式投影对抗射击训练系统。

背景技术

在军事模拟训练和娱乐仿真等领域，投影式模拟射击技术得到了广泛的应用。这项技术的基本原理，是通过计算机生成模拟射击场景并通过显示设备(如大屏幕或者通过投影仪投影在银幕上)显示，该场景中包含按照预先设定的规则依次出现的模拟射击目标(如虚拟敌人、虚拟军事设施、装备如飞机、坦克等)。在模拟射击过程中，射击者使用模拟枪(如红外枪、激光枪等)射击场景中的模拟射击目标，位置检测系统计算激光点位置并将其与所显示射击目标的位置进行匹配，在匹配成功时认定射击者击中目标。由于射击目标的出现情况是由计算机控制的，因此现有模拟射击系统是一种“人机对抗”系统。

而且，现有技术中采用计算机键盘操作的方法进行一个模拟区域中的游戏射击对抗或是佩戴VR眼镜，手持模拟枪支或指向感应手柄进行对抗训练(游戏)。由于需佩戴VR眼镜，VR眼镜中的地磁感应器可以知道佩戴人员的头部的观察方向和上下动作，从而调整眼镜中的取景画面，达到可以观察四周的效果，但是由于佩戴眼镜人的真实视线被VR眼镜进行了遮蔽，所以不能使用实弹枪支进行训练，其原因是实弹枪支如果靠现有的枪支感应器确定枪支指向，其准确性还没有能够达到实际枪支瞄准的准确度，不能真实的体现出训练(游戏)人员的实际实弹射击(或激光枪射击)的准确度。还有，人的眼睛被遮蔽后，在一个由多人共同进行射击的空间内会存在安全问题，是谁也不敢进行的训练。如此一来，射击训练的效果会大大收到影响，且射击训练的真实感大大降低。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种联网互战式投影对抗射击训练系统，具体的技术方案如下：

一方面，本发明公开了一种联网互战式投影对抗射击训练系统，包括若干训练单元，及一中控服务器；所述训练单元包括：投影屏幕，所述投影屏幕前方设置有投影仪；动作采集传感装置，用于采集训练人员的运动信息；所述运动信息包括脚部运动信息、和/或腰部旋转信息、和/或手部动作信息、和/或头部运动信息；射击点采集传感装置，设置在所述投影屏幕前方，用于定位所述训练人员在所述投影屏幕上射击后的射击点；训练控制装置，分别与所述动作采集传感器、射击点采集传感器及投影仪电连接，用于根据所述动作采集传感器采集的训练人员的运动信息，控制所述训练人对应的虚拟角色在训练场景中的动作及位置；所述训练控制装置还用于根据所述射击点采集传感器定位的所述射击点的位置，获取射击结果。所述中控服务器，与所述若干训练单元中的训练控制装置通信连接；所述中控服务器根据各训练控制装置传输的训练场景数据，生成对抗射击训练场景，所述训练场景数据包括训练人员对应的虚拟角色的动作及位置信息；并将所述对抗射击训练场景发送给各训练控制装置，以便所述各训练控制装置通过所述投影仪在所述投影屏幕上以相应训练人员对应的虚拟角色的位置及视角显示所述对抗射击训练场景。

优选地，所述训练单元还包括：移动训练设备，设置在所述投影屏幕前方，训练人员通过所述移动训练设备进行射击训练。

优选地，所述移动训练设备具体包括：原地跑步机本体、及智能可穿戴设备；述智能可穿戴设备包括腰部固定装备；其中：所述原地跑步机本体上设置有可调节高度的腰部支撑杆；所述腰部支撑杆上设置有所述腰部固定装备。

优选地，所述智能可穿戴设备还包括可穿戴训练鞋，所述动作采集传感装置包括：脚部感应器，设置在所述原地跑步机主体的跑步面上及所述可穿戴训练鞋上，用于探测穿戴有所述可穿戴训练鞋的训练人员在所述原地跑步机跑步面上的位置，获取所述训练人员的脚部运动信息；腰部感应器，设置在所述腰部支撑杆上的腰部固定装备上，用于获取所述训练人员腰部转动时的腰部旋转信息。

优选地，所述训练单元还包括：姿态摄像机，用于进一步获取所述训练人员的手部动作信息、头部运动信息和脚部运动信息。

优选地，所述动作采集传感装置包括：若干信标发射器，分别安装在所述训练人员的脚部、腰部、手部、及头部；用于发射高频信号；若干信标接收器，安装在训练室的不同位置，用于分别接收所述若干信标发射器发射的高频信号，并记录接收不同部位信标发射器发射高频信号的时间；所述训练控制装置根据所述若干信标接收器接收的不同部位信标发射器发射高频信号的时间，结合所述若干信标接收器的安装位置，定位所述不同部位信标发射器的空间位置，获取所述训练人员的脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息、及头部运动信息。

优选地，所述训练控制装置根据所述脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息及头部运动信息控制所述虚拟角色的姿态动作；所述训练控制装置，还用于根据所述脚部运动信息控制所述虚拟角色在所述对抗射击训练场景中的位置移动，所述对抗射击训练场景跟随所述虚拟角色的移动而变化；所述训练控制装置，还用于根据所述运动信息中的头部运动信息或腰部旋转信息调整以所述虚拟角色的视觉呈现给所述训练人员的训练场景方向。

优选地，所述智能可穿戴设备还包括可穿戴体感服装，所述可穿戴体感服装腰部设有连接扣，用于与所述原地跑步机主体上设置的腰部支撑杆或腰部固定装备进行连接；所述可穿戴体感服装上设有训练惩罚器，用于在所述训练控制装置的控制下惩罚所述训练人员。

优选地，所述训练单元还包括：武器架，设置在所述原地跑步机主体外侧，所述武器架与所述训练控制装置电连接，所述武器架的上设置有感应武器锁，每一感应武器锁用于锁定一种武器设备；当所述对抗射击训练场景中出现可使用的武器设备时，所述训练控制装置通过读取各感应武器锁的状态获取所述训练人员采用的武器设备；和/或模拟驾驶方向盘装置，设置在所述原地跑步机主体外侧，所述模拟驾驶方向盘装置与所述训练控制装置电连接，所述模拟驾驶方向盘装置包括：模拟方向盘，及与所述模拟方向盘相连的驾驶感应器，当所述对抗射击训练场景中出现可使用的车辆时，所述训练控制装置通过所述驾驶感应器获取所述模拟方向盘的旋转参数，控制所述对抗射击训练场景中对应车辆的行驶。

优选地，所述训练单元还包括：音效设备，与所述训练控制装置电连接，用于在对抗射击训练场景中，产生与射击训练相关的声音特效。和/或效果模拟器，与所述训练控制装置电连接，用于在所述训练控制装置的控制下，产生与所述对抗射击训练场景画面联动的现场效果。

优选地，所述联网互战式投影对抗射击训练系统还包括中控服务器，所述中控服务器与所有采用同一射击训练场景地图的训练单元中的训练控制装置通信连接；所述中控服务器接收各训练控制装置传输的各训练人员的位置及运动信息，从而将所述各训练人员对应的虚拟角色融入训练场景地图，并将所述训练场景地图发送给各训练控制装置，以便所述各训练控制装置以相应训练人员对应的虚拟角色的位置及视角显示所述训练场景。

优选地，所述训练单元还包括：手语摄像机，与所述训练控制装置电连接，用于当所述训练人员做出启用手语的特定动作后，采集所述训练人员的手部手势，并通过所述训练控制装置传输给所述中控服务器，所述中控服务器将所述训练人员的手部手势发送给所述训练人员同组的其它组员所在训练单元的训练控制装置中，并将所述训练人员的手部手势以画中画的形式在所述其它组员的投影屏幕上呈现。

本发明至少具备以下一项技术效果：

(1)采用本发明系统进行射击训练，训练者无需佩戴头盔或VR眼镜等进行模拟射击训练，训练过程中可裸眼采用真枪进行实弹射击或采用模拟枪械进行激光射击，训练时视线不受影响，模拟真实射击情况，提高了射击训练的效果。尤其是实弹射击训练时，危险性的装弹、上膛、瞄准、射击等动作，训练人员均可在裸眼情况下完成，符合了实弹射击训练的基本要求。

(2)本发明系统还设有中控服务器，中控服务器与各训练单元的训练控制装置通信连接，从而获得控制各训练人员对应虚拟角色的各个训练人员的位置及运动信息，使得每个训练人员面前的投影屏幕上呈现出的每一个画面里的人物都是由联网中的另外一训练单元中的训练人员所产生的，加上射击到投影屏幕上的画面效果，会使人产生对抗作战(射击)的沉浸式真实感。

(3)本发明系统通过动作采集传感装置采集训练人员的运动信息，然后训练控制装置通过该运动信息控制射击训练场景中与所述训练人对应的虚拟角色的动作及定位其在训练场景中的位置，并以该虚拟角色的视角来显示射击训练场景。也就是说由训练人员的身体姿态动作来控制投影画面的方向、由自己的跑动动作来改变自己在画面中的位置，增强了射击的真实感。

(4)本发明系统采用了移动训练设备让训练人员进行射击训练，训练人员可在移动训练设备上进行走、跑、跳等动作，模拟真实射击时训练人员的移动射击情况，训练人员只需在移动训练设备上进行相应运动即可控制相应虚拟角色在训练场景中的位置移动及动作，无需提供超大射击环境，大大节约了射击训练成本，且训练的真实感也得到了保障。

(5)本发明系统中的移动训练设备采用了原地跑步机，且该原地跑步机上还设置有可调节高度的腰部支撑杆，腰部支撑杆上设置的腰部固定装备，用于固定腰部；训练人员可以根据自身的身高自行调节腰部支撑杆的高度，且训练人员穿戴腰部固定装备后，可将训练人员身体重量部分转移到腰部支撑杆上，如此，训练人员在进行模拟跑步时脚与跑步面的摩擦力减小，有利于原地模拟快速跑步动作的完成。

(6)本发明系统中，通过在跑步机的跑步面及训练人员穿的可穿戴训练鞋上设置相应的感应器，从而探测到训练人员在原地跑步机上的位置信息，进而获取到脚部运动信息，从而便于控制相应虚拟角色在训练场景中的位置移动。此外，腰部固定装备上也设有相应的感应器，从而可以获取到训练人员的腰部旋转信息，通过腰部旋转信息可以改变投影的训练场景的方向，使得训练人员面前投影所呈现的场景画面时钟保持与自己所需的观察方向一致，达到训练人员可以随意观察自己不同方向目标的效果。

(7)本发明系统还设有姿态摄像机，用来采集训练人员的姿态动作，通过读取该训练人员的姿态动作，可以联动控制该训练人员对应的虚拟角色的动作。

(8)本发明系统还可以采用室内精确定位的方式对训练人员的动作进行定位识别。具体的，在训练人员的双脚、腰部左右位置、头、弱手上佩戴有信标发射器，在训练室的四周墙面上安装若干个信标接收器，训练控制装置根据信标接收器接收到的数据信号，，可以精确到厘米级的定位出每个信标点的位置和运动情况，从而对每训练人员的不同位置的信号变化进行与训练画面中代表的虚拟角色进行关联。通过该方式定位的训练人员的运动信息精准度高，从而可以更为精准的控制联动的虚拟角色，及精准的调节场景方向。

(9)本发明系统还设有可穿戴体感服装，该可穿戴体感服装上设有训练惩罚器，从而可以在训练人员中弹后，通过该训练惩罚器惩罚该训练人员，增强射击训练的真实感，提高射击训练的效果。

(10)本发明系统还在原地跑步机主体外侧设置有武器架，当射击训练场景中出现可使用武器时，训练人员可从武器架上解锁相应的武器设备进行使用，增强了射击训练的多变性和趣味性。同样的，本发明系统还在原地跑步机外侧设有模拟驾驶方向盘装置，当射击训练场景中出现可使用车辆时，训练人员可以操控模拟方向盘，控制训练场景中的对应车辆的形式，满足了射击训练时的多样性可变性。

(11)本发明系统还设有音效设备，用来产生射击训练相关的声音特效，比如强击声，炮弹声等等。另外，还设有效果模拟器，产生与场景画面联动的烟雾、阵风、下雪、爆炸、光线等，模拟更为真实的环境，提高射击训练的真实感。

(12)本发明系统还设置有用于获取训练人员手部动作的手语摄像机，通过手语摄像机可以采集到训练人员的手势动作，并将其以画中画的形式呈现给同组的其它组员，让其它组员可以看到该训练人员的手语动作，协调相互的战术动作，加强协调作战的训练效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本发明一种联网互战式投影对抗射击训练系统实施例中的训练单元的示意框图；

图2为本发明移动训练设备结构示意图；

图3为本发明采用室内精确定位采集训练人员运动信息示意图；

图4为本发明一种联网互战式投影对抗射击训练系统另一实施例的框图。

附图标记：

100--训练单元；110--投影屏幕；120--投影仪；130--动作采集传感装置；140--射击点采集传感装置；150--训练控制装置；160--原地跑步机主体；161--腰部支撑杆；162--跑步面；163--腰部固定装备；164--可穿戴训练鞋；171--信标发射器；172--信标接收器；173--训练室；101--投影屏幕；102--投影仪；103--动作采集传感装置；104--射击点采集传感装置；105移动训练设备；106--姿态摄像机；107--模拟驾驶方向盘装置；108--武器架；109--训练控制装置；111--音效设备；112--手语摄像机；113--效果模拟器；114--无线设备控制器；200--中控服务器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种联网互战式投影对抗射击训练系统，包括若干训练单元，如图1所示，所述训练单元100包括：投影屏幕110，所述投影屏幕110前方设置有投影仪120；动作采集传感装置130，用于采集训练人员的运动信息；所述运动信息包括脚部运动信息、和/或腰部旋转信息、和/或手部动作信息、和/或头部运动信息；射击点采集传感装置140，设置在所述投影屏幕110前方，用于定位所述训练人员在所述投影屏幕110上射击后的射击点；训练控制装置150，分别与所述动作采集传感器、射击点采集传感器及投影仪120电连接，用于根据所述动作采集传感器采集的训练人员的运动信息，控制所述训练人对应的虚拟角色在训练场景中的动作及位置；所述训练控制装置150还用于根据所述射击点采集传感器定位的所述射击点的位置，获取射击结果。

所述中控服务器，与所述若干训练单元中的训练控制装置通信连接；所述中控服务器根据各训练控制装置传输的训练场景数据，生成对抗射击训练场景，所述训练场景数据包括各训练人员对应的虚拟角色的动作及位置信息；并将所述对抗射击训练场景发送给各训练控制装置，以便所述各训练控制装置通过所述投影仪在所述投影屏幕上以相应训练人员对应的虚拟角色的位置及视角显示所述对抗射击训练场景。

本发明的联网互战式投影对抗射击训练系统可以包含多个训练单元，如果有多个训练单元，则可以将多个训练单元进行联网，多个训练人员进行分组(每个训练人员使用一训练单元)，从而实现一种网络互联的多投影空间沉浸式实时渲染场景实弹对抗射击训练系统。训练人员无需佩戴VR眼镜或头盔，可以在裸眼情况下，真枪实弹的对着一个超大空间的屏幕进行射击(实弹射击时屏幕采用胶性屏幕，也就是截弹屏)，由训练人员的身体姿态动作来控制投影画面的方向、由自己的跑动动作来改变自己在画面中的位置，在多个训练单元联网的情况下，每一个画面里的人物都是由联网中的另外一间相同的训练室中的人员所产生的，加上实弹射击到投影屏幕上的画面效果，会使人产生对抗作战(射击)的沉浸式真实感。

较佳的，在上述实施例的基础上，本发明的联网互战式投影对抗射击训练系统中的训练单元还包括一移动训练设备，训练人员在该移动训练设备上进行运动，进而采集该训练人员在该移动训练设备上的运动信息。具体的，采用此方式的联网互战式投影对抗射击训练系统，在上述实施例的基础上还包括：移动训练设备，设置在所述投影屏幕前方，训练人员通过所述移动训练设备进行射击训练。训练人员可在移动训练设备上进行走、跑、跳等动作，模拟真实射击时训练人员的移动射击情况，无需提供超大射击环境，大大节约了射击训练成本，且训练的真实感也得到了保障。移动训练设备可以是跑步机或其他运动设备，只要训练人员可以在该设备上面进行跑、走、跳等运动即可。

上述实施例中的动作采集传感装置采集训练人员的运动信息，可通过多种方式实现，下面我们介绍两种通过不同方式完成运动信息的采集，具体如下：

(1)采用局部分别探测的方式采集训练人员的运动信息。

该方式需要通过分别探测采集的方式来采集训练人员的运动信息，因此，该方式需要借助一移动训练设备，具体的，如图2所示，所述移动训练设备包括：原地跑步机本体160、及智能可穿戴设备；所述智能可穿戴设备包括腰部固定装备163；其中：所述原地跑步机本体160上设置有可调节高度的腰部支撑杆161；所述腰部支撑杆161上设置有所述腰部固定装备163。

训练人员在原地跑步机上即可完成行走、跳跃、跑步等动作，完全模拟实际射击场景时的走、跑跳等动作，而无需占用超大训练室。此外，原地跑步机上还设置有腰部支撑杆161，腰部支撑杆161上设有腰部固定装备163，如此可以固定用户的腰部，且腰部支撑杆161可以调节高度，训练人员可根据自身的身高进行相应的调节，这种调节可以使用遥控器控制撑杆的高低变化来实现。训练人员穿戴好腰部固定装备后，通过腰部支撑杆的作用，可将自身的一部分身体重量转移到腰部支撑杆上，从而使得训练人员在模拟跑步时脚与跑步机的跑步面的摩擦力减小，有利于原地模拟快速跑步动作的完成。

我们以采用了原地跑步机作为移动训练设备为例，此时，对训练人员的运动信息的采集可通过在原地跑步机上设置相应的感应探测器完成训练人员的身体运动探测。具体的，所述动作采集传感装置包括：脚部感应器(图中未标示出)，设置在所述原地跑步机主体160的跑步面162上及所述可穿戴训练鞋164上，用于探测穿戴有所述可穿戴训练鞋的训练人员在所述原地跑步机跑步面上的位置，获取所述训练人员的脚部运动信息；腰部感应器(图中未标示出)，设置在所述腰部支撑杆161上的腰部固定装备163上，用于获取所述训练人员腰部转动时的腰部旋转信息。

训练控制装置(计算机)会根据脚上穿的可穿戴训练鞋上的感应器探测感应的位置、速度、高低的参数变化，映射到投影画面中代表自己的人偶(虚拟角色)的位置、奔跑速度、跨越、跳跃等动作的变化效果。此外，训练人员的腰部支撑杆上的腰部固定装置上还有腰部感应器，当训练人员需观察投影画面以外的左侧或右侧画面时，只需转动腰部，训练控制装置(计算机)在接收到训练人员的腰部出现旋转的参数后，会根据旋转参数的大小和快慢调整投影画面显示的场景方向，达到训练人员可以随意观察自己不同方向目标的效果。

较佳的，在移动训练设备(原地跑步机)后方还设有姿态摄像机，用于进一步获取所述训练人员的手部动作信息、头部运动信息和脚部运动信息。通过在训练人员的身体后侧安装了姿态摄像机，可以观察训练人员的手部动作、头部动作和腿部的踢踹动作、跳跃动作等，从而控制训练人员对应的虚拟角色的动作。

(2)采用室内精确定位的方式采集训练人员的运动信息

该方案可以使用上述方案的移动训练设备，也可以不采用移动训练设备，也就是说这里的动作采集传感装置并没有设置在移动训练设备上，因此，即使没有移动训练设备也可以完成训练人员运动信息的采集。如图3所示，该实施例中的动作采集传感装置包括：若干信标发射器171，分别安装在所述训练人员的脚部、腰部、手部、及头部；用于发射高频信号；若干信标接收器172，安装在训练室173的不同位置，用于分别接收所述若干信标发射器171发射的高频信号，并记录接收不同部位信标发射器171发射高频信号的时间；所述训练控制装置根据所述若干信标接收器172接收的不同部位信标发射器发射高频信号的时间，结合所述若干信标接收器172的安装位置，定位所述不同部位信标发射器171的空间位置，获取所述训练人员的脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息、及头部运动信息。

训练控制装置(计算机)通过对每个训练室中训练人员身体关键位置例如双脚、腰部、头部、手部等所佩戴芯片(信标发射器)的精确定位，计算出每个训练人员的身体动作参数变化，并与其所代表的画面中的人偶的动作或行为进行匹配，这些动作包含走、跑、跳、蹲、趴、爬、攀登、手语、转身、探头等。计算机通过对人偶这些相应的动作的控制，使训练人员面前投影机所呈现的场景画面始终保持与自己所需的观察方向一致，达到对抗射击中能够有效选择自己行走的路径，克服途中遇到的各种障碍，隐蔽接近敌人、观察四周是否安全、协同自己队友战术作战等。训练人员根据训练情况和敌友判断，对出现的目标是敌人的进行射击消灭，是战友的进行战术支援。

具体的，在训练室的四周墙面上安装若干个信标接收器(也就是信标信号接收器)，或者在训练室顶部不同位置安装若干信标接收器，信标接收器接收的数据信号通过训练控制装置(计算机)处理，可以精确到厘米级的定位出每个信标发射器(信标点)的位置和运动情况，在每个训练人员的双脚、腰部左右位置、头、双手上佩戴有室内定位的信标发射器，训练控制装置(计算机)会对每个人的不同位置的信号变化进行与训练画面中代表的人偶进行关联，同时使训练人员面前投影机所呈现的场景画面始终保持与自己所需的观察方向一致。

信标发射器，又可称为信标点，是一个与信标系统进行过匹配的高频信号发射器，通过信标点发出的信号到不同位置安装的信标接收器的时间差计算出信标点的具体空间坐标位置。信标接收器一般可设置3-4个以上的信标接收器，安装在训练室的不同位置，比如墙壁或天花板等，训练控制装置(计算机)可以根据信标接收器接收的各个信标点的信号时间差，采用三角定位方法计算出每个信标点的精确位置，可以同时监控多个信标点位置和速度的变化。进而定位出训练人员的脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息及头部运动信息等。

该方式还适用于在一个室内区域内有多个人员训练的，在室内安装有高精度的室内定位系统。室内人员高精度定位系统由若干个安装在室内边缘地方的信标接收器，每个训练人员需要定位的部位上佩戴有信标发射器，计算模块通过信标发射器发射到各信标接收器的时间差精确计算出各信标发射器的三维空间位置，通过对每个人身上的多个信标的计算描绘出每个训练人员的动作。

通过上述两种方式，我们均可采集到训练人员的运动信息，当然，如果必要的话，也可以将两种方式进行必要的取舍和结合，比如，我们可以通过上述的方式(1)获取训练人员的脚部运动信息和腰部旋转信息；通过方式(2)在训练人员的头部和手部安装信标发射器，在训练室安装至少3个信标接收器，来采集训练人员的头部和手部运动信息等。当然，还有其它的采集方式，只要可以采集到训练人员的运动动作等，以完成对相应虚拟角色的联动，及训练场景画面的方向调控即可。

在采集到训练人员的运动信息后，训练控制装置便可根据这些运动信息(比如：脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息、头部运动信息)控制所述虚拟角色的姿态动作；比如，训练人员跑，那么对应的虚拟角色也会进行跑步的动作，训练人员举手，那么对应的虚拟角色也会举手等。此外，所述训练控制装置，还用于根据所述脚部运动信息控制所述虚拟角色在所述对抗射击训练场景中的位置移动，所述对抗射击训练场景跟随所述虚拟角色的移动而变化；也就是说虚拟角色在跑动或走动的同时，其观察到的视觉也会发生变化，也就是说其训练场景也会随着该虚拟角色的移动而变化。另外，所述训练控制装置，还用于根据所述运动信息中的头部运动信息或腰部旋转信息调整以所述虚拟角色的视觉呈现给所述训练人员的训练场景方向。比如训练人员旋转腰部便会改变观察到的场景画面(转动腰会改变画面的观察方向，当看到自己需要的方向后腰可以回到正方向，腰的回位动作不改变画面的方向)。这样的话，当训练人员需观察投影画面以外的左侧或右侧画面时，只需转动腰部，训练控制装置(计算机)在接收到训练人员的腰部出现旋转的运动参数后，会根据旋转运动参数的大小和快慢调整投影画面显示的场景方向，旋转的速度也影响到调整的快慢，达到训练人员可以随时随意观察自己不同方向目标的效果。

本发明系统的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，采用移动训练设备，包括跑步机主体及智能可穿戴设备，且跑步机主体上设置有可调节高度的腰部支撑杆，该智能可穿戴设备除了安装在腰部支撑杆上的腰部固定装备外，还包括可穿戴体感服装，所述可穿戴体感服装腰部设有连接扣，用于与所述原地跑步机主体上设置的腰部支撑杆或腰部固定装备进行连接；所述可穿戴体感服装上设有训练惩罚器，用于在所述训练控制装置的控制下惩罚所述训练人员。比如，该训练人员被子弹击中后，惩罚系统会通过震动、小电流电击等惩罚训练人员。

此外，我们还可以在原地跑步机主体外侧设置武器架，所述武器架与所述训练控制装置电连接，所述武器架的上设置有感应武器锁，每一感应武器锁用于锁定一种武器设备；当所述对抗射击训练场景中出现可使用的武器设备时，所述训练控制装置通过读取各感应武器锁的状态获取所述训练人员采用的武器设备。

武器架由训练控制装置进行锁定，当训练人员投影画面中出现某种可更换武器时，训练人员又通过武器架上的确定键选定该武器时，武器架上的感应锁会被打开，可以选用该武器。因为打开了相应放置武器的武器架，武器架有一感应开关，计算机在读取到该感应锁打开后，会将接收到的激光点修改成这种武器的飞行速度，并模拟成该武器的着靶画面效果。例如火箭筒架被打开后，训练控制装置(比如计算机)通过射击点采集装置在投影屏幕上接收到激光点时，会自动切换成火箭弹的发射和爆炸效果；当取用狙击步枪后，狙击步枪上固定安装的常亮激光器会持续对准屏幕，计算机会在激光器瞄准的位置模拟成瞄准镜效果画面等。

此外，还可以在原地跑步机主体外侧设置模拟驾驶方向盘装置，所述模拟驾驶方向盘装置与所述训练控制装置电连接，所述模拟驾驶方向盘装置包括：模拟方向盘，及与所述模拟方向盘相连的驾驶感应器，当所述对抗射击训练场景中出现可使用的车辆时，所述训练控制装置通过所述驾驶感应器获取所述模拟方向盘的旋转参数，控制所述对抗射击训练场景中对应车辆的行驶。

模拟驾驶方向盘装置由训练控制装置进行设定，当投影屏幕中出现可以使用的车辆时，训练控制装置(计算机)会把驾驶感应器从模拟方向盘上获得的参数来控制模拟车辆的驾驶效果。同时，会通过该方向盘的旋转参数改变场景画面的方向。

在上述任一实施例的基础上，还可以设置音效设备，该音效设备与训练控制装置电连接，用于在对抗射击训练场景中，产生与射击训练相关的声音特效。

此外，还可以设置效果模拟器，该效果模拟器与训练控制装置电连接，用于在所述训练控制装置的控制下，产生与所述对抗射击训练场景画面联动的现场效果。比如，训练控制装置控制训练室的效果模拟器，根据训练时投影画面的场景明暗自动调整照明设备的光线变化；还可以根据训练时投影画面的使用武器情况(比如使用模拟投掷武器：手榴弹、爆震弹、烟雾弹等)自动产生相应的烟雾；此外，还可以根据天气的变化自动产生模拟的风、雪等变化等。

较佳的，在上述任一实施例的基础上，所述训练单元还包括：手语摄像机，与所述训练控制装置电连接，用于当所述训练人员做出启用手语的特定动作后，采集所述训练人员的手部手势，并通过所述训练控制装置传输给所述中控服务器，所述中控服务器将所述训练人员的手部手势发送给所述训练人员同组的其它组员所在训练单元的训练控制装置中，并将所述训练人员的手部手势以画中画的形式在所述其它组员的投影屏幕上呈现。

具体的，比如训练人员的手部安装有感应器，计算机通过对手部感应器的位置和速度变化，可以变化出不同的训练效果。例如，当训练人员(右手持枪人员)的左手单手出现一定高度持续上举的动作时，计算机会认为训练人员需进行手语指挥或交流，此时计算机会将举手训练人员后方的摄像机的画面通过画中画的形式在其它同一战队的人员的投影机里出现，让他们看到视频中的手语动作，协调相互的战术动作。当训练人员双手向上举起在向下拉时，计算机会认为训练人员作出了攀登动作。手语摄像机是一种处于工作状态的，只要训练人员作出需要手语通讯的特殊动作后，计算机才会在其它同组成员的投影屏幕上打开一个画中画的窗口，将手语人员的监控画面呈现在这个画中画的窗口中，取景范围大约是上半身画面。

较佳的，在上述实施例的基础上，训练控制装置通过手语摄像机获取到所述训练人员手势动作后会传输给中控服务器，中控服务器会根据所述训练人对应的虚拟角色在训练场景中的位置，获取到所述位置附近可以观察到所述训练人员对应虚拟角色的同组其它训练人员对应的虚拟角色，从而将所述训练人员的手势动作以画中画的形式在所述可以观察到所述训练人员对应虚拟角色的同组训练人员的投影屏幕上。

上述方案，可以更为真实的模拟训练场景，根据训练场景中各训练人员的位置，可以看到同组的训练人员中，哪些可以看到手语动作，哪些不可以看到，从而将手势动作只发送给可以看到的训练人员的屏幕上，符合实际的训练情况。增强了训练的真实感，提高了训练的协同性。

上述任一实施例中的姿态摄像机或手语摄像机均可设置在训练人员的身后，该姿态摄像机或手语摄像机为安装有红外线身体姿态读取设备，该设备可以将训练人员的体态动作进行骨骼化抽象。从而获取到训练人员的身体姿态或动作(比如手语动作)。

本发明系统的另一个实施例，如图4所示，包括一中控服务器200，通过该中控服务器200创建多个网络连接的实弹(激光)训练单元100，每个训练单元100由一台到多台投影仪102、连接网络和投影仪102的训练控制装置109(可采用计算机)、投影屏幕101(如果实弹训练采用橡胶屏幕，结合了截弹墙)、实弹和激光的定位设备--射击点采集传感装置104、移动训练设备105(包括原地跑步机、与跑步机结合的穿戴式服装)、动作采集传感装置103(包括身体各部位信标发射器、若干个信标定位接收器、跑步机跑步面和可穿戴设备上安装的感应器等)、手语摄像机112、姿态摄像机106、激光枪、实弹枪等所组成，根据不同的训练，还可以增加训练模拟武器(狙击步枪、模拟火箭筒、模拟投掷武器、实弹弹夹等)和武器架108、模拟驾驶方向盘装置107、中弹惩罚器(设置在可穿戴的体感服装上，图中未示出，被击中后，惩罚系统会通过震动、小电流电击等惩罚训练人员)、音效设备111、效果模拟器113(与画面联动的烟雾、阵风、下雪、爆炸、光线等)、模拟投掷武器(手榴弹、爆震弹、烟雾弹)等。

通过计算机网络技术多个射击人员的场景地图画面实现共享，场景画面实现了实时性的联动，各训练室的人员同处于一个模拟三维立体的场景空间中，每一个参与训练的人，计算机均把他转化成了一个与他具有相应动作的人偶，每一个训练人员面前投影机的画面均是自己动作演绎的人偶所应该看到的视点的画面，计算机根据每一个训练人员的自身的移动情况，将自己的人偶图像在地图中的相应位置呈现在其他训练人的投影画面前，由于采用了实弹射击和对抗作战投影技术，实弹射击危险性的装弹、上膛、瞄准、射击等动作，训练人员均可在裸眼情况下完成，符合了实弹射击训练的基本要求。

计算机通过对每个训练室中训练人员身体关键位置例如双脚、腰部、头部、手部等所佩戴芯片的精确定位，计算出每个训练人员的身体动作参数变化，并与其所代表的画面中的人偶的动作或行为进行匹配，这些动作包含走、跑、跳、蹲、趴、爬、攀登、手语、转身、探头等。计算机通过对人偶这些相应的动作的控制，使训练人员面前投影机所呈现的场景画面始终保持与自己所需的观察方向一致，达到对抗射击中能够有效选择自己行走的路径，克服途中遇到的各种障碍，隐蔽接近敌人、观察四周是否安全、协同自己队友战术作战等。训练人员根据训练情况和敌友判断，对出现的目标是敌人的进行射击消灭，是战友的进行战术支援。

此外，人体运动跑步的动作是利用原地跑步设备在原地进行的，即只要动作不产生实际的位移。这种原地跑步的方法是将训练人员的腰部进行了固定。

训练人员与原地跑步设备之间的连接是利用个人方便脱卸和穿着的专业绑带式服装，这种服装在腰部有一个可以非常方便与跑步机的专门接口进行快速锁定的接口，跑步机上与腰部的接口在连接前处于较低的位置，主要是方便人与跑步机的连接，当连接完成后，跑步机的腰部支撑杆是可以根据每个训练人员的不同身体高度进行方便的调整的，这种调整可以使用遥控器控制撑杆的高低变化来实现。经过调整高低后的训练人员有一定的身体重量通过腰部的支撑转移到了跑步机的支撑杆上，这样虽然训练人员的脚部依然着地，但在进行模拟跑步时脚与地面的摩擦力较小，有利于原地模拟快速跑步动作的完成。计算机会根据双脚上安装的感应器的位置、速度、高低的参数变化，映射到投影画面中代表自己的人偶的位置、奔跑速度、跨越、跳跃等动作的变化效果。

训练人员的腰部支撑与跑步机之间还有旋转感应器，当训练人员需观察投影画面以外的左侧或右侧画面时，只需转动腰部，计算机在接收到训练人员的腰部出现旋转的参数后，会根据旋转参数的大小和快慢调整投影画面显示的场景方向，达到训练人员可以随意观察自己不同方向目标的效果。

训练人员跑步机的外侧安装有武器架系统，武器架由计算机程序装置进行锁定，当训练人员投影画面中出现某种可更换武器时，训练人员又通过武器架上的确定键选定该武器时，武器架上的锁会被打开，可以选用该武器。例如火箭筒架被打开后，计算机在屏幕上接收到激光点时，会自动切换成火箭弹的发射和爆炸效果；当取用狙击步枪后，狙击步枪上固定安装的常亮激光器会持续对准屏幕，计算机会在激光器瞄准的位置模拟成瞄准镜效果画面，

训练人员跑步机的外侧安装有模拟驾驶方向盘系统，模拟驾驶系统由计算机程序进行设定，当训练人员投影画面中出现可以使用的车辆时，计算机会把从模拟方向盘上获得的参数来控制模拟车辆的驾驶效果

计算机还控制有场馆的效果器设备，根据训练投影画面的场景明暗自动调整照明设备的光线变化；根据训练画面的使用武器情况自动产生相应的烟雾；根据天气的变化自动产生模拟的风、雪等变化等。

不同于现有两个场地之间进行交互式视频实弹对抗只能在两个场地之间进行或VR类射击游戏虽然可以多人互联但只能通过VR眼镜观察技术，本发明可以基于实际枪支实弹射击的弹着点或激光枪射击发射的激光点在投影屏幕上的捕捉技术来实现对训练目标的打击，是靠训练人员持有的武器实际瞄准系统进行的瞄准，实弹弹点包括激光弹着点与射击显示点之间的误差已经到了毫米级别，确保了射击训练的准确性；画面中人偶的训练人员扮演性又确保了对抗训练的真实性和智能性；网络互联技术将不同地域的训练人员连接在一个相同的训练场景中，各自承担不同的训练角色担负起不同的作战任务保证了训练的战术配合性；不同武器装备的可投入使用保证了与实战的一致性；人偶被击中后自身会遭到惩罚系统的处罚使人具备了一定的恐惧性

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，包括若干训练单元、及一中控服务器；其中：所述训练单元包括：

投影屏幕；

投影仪，设置在所述投影屏幕前方；

动作采集传感装置，用于采集训练人员的运动信息；所述运动信息包括脚部运动信息、和/或腰部旋转信息、和/或手部动作信息、和/或头部运动信息；

射击点采集传感装置，设置在所述投影屏幕前方，用于定位所述训练人员在所述投影屏幕上射击后的射击点；

训练控制装置，分别与所述动作采集传感器、射击点采集传感器及投影仪电连接，用于根据所述动作采集传感器采集的训练人员的运动信息，控制所述训练人对应的虚拟角色在训练场景中的动作及位置；所述训练控制装置还用于根据所述射击点采集传感器定位的所述射击点的位置，获取射击结果；

所述中控服务器，与所述若干训练单元中的训练控制装置通信连接；所述中控服务器根据各训练控制装置传输的训练场景数据，生成对抗射击训练场景，所述训练场景数据包括各训练人员对应的虚拟角色的动作及位置信息；并将所述对抗射击训练场景发送给各训练控制装置，以便所述各训练控制装置通过所述投影仪在所述投影屏幕上以相应训练人员对应的虚拟角色的位置及视角显示所述对抗射击训练场景。

2.根据权利要求1所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述训练单元还包括：移动训练设备，设置在所述投影屏幕前方，训练人员通过所述移动训练设备进行射击训练。

3.根据权利要求2所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述移动训练设备具体包括：原地跑步机本体、及智能可穿戴设备；所述智能可穿戴设备包括腰部固定装备；其中：

所述原地跑步机本体上设置有可调节高度的腰部支撑杆；所述腰部支撑杆上设置有所述腰部固定装备。

4.根据权利要求3所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述智能可穿戴设备还包括可穿戴训练鞋，所述动作采集传感装置包括：

脚部感应器，设置在所述原地跑步机主体的跑步面上及所述可穿戴训练鞋上，用于探测穿戴有所述可穿戴训练鞋的训练人员在所述原地跑步机跑步面上的位置，获取所述训练人员的脚部运动信息；

腰部感应器，设置在所述腰部支撑杆上的腰部固定装备上，用于获取所述训练人员腰部转动时的腰部旋转信息。

5.根据权利要求4所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述训练单元还包括：

姿态摄像机，用于进一步获取所述训练人员的手部动作信息、头部运动信息和脚部运动信息。

6.根据权利要求1所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述动作采集传感装置包括：

若干信标发射器，分别安装在所述训练人员的脚部、腰部、手部、及头部；用于发射高频信号；

若干信标接收器，安装在训练室的不同位置，用于分别接收所述若干信标发射器发射的高频信号，并记录接收不同部位信标发射器发射高频信号的时间；

所述训练控制装置根据所述若干信标接收器接收的不同部位信标发射器发射高频信号的时间，结合所述若干信标接收器的安装位置，定位所述不同部位信标发射器的空间位置，获取所述训练人员的脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息、及头部运动信息。

7.根据权利要求5或6所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，

所述训练控制装置根据所述脚部运动信息、腰部旋转信息、手部动作信息及头部运动信息控制所述虚拟角色的姿态动作；

所述训练控制装置，还用于根据所述脚部运动信息控制所述虚拟角色在所述对抗射击训练场景中的位置移动，所述对抗射击训练场景跟随所述虚拟角色的移动而变化；

所述训练控制装置，还用于根据所述运动信息中的头部运动信息或腰部旋转信息调整以所述虚拟角色的视觉呈现给所述训练人员的对抗射击训练场景方向。

8.根据权利要求3所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述智能可穿戴设备还包括可穿戴体感服装，所述可穿戴体感服装腰部设有连接扣，用于与所述原地跑步机主体上设置的腰部支撑杆或腰部固定装备进行连接；所述可穿戴体感服装上设有训练惩罚器，用于在所述训练控制装置的控制下惩罚所述训练人员。

9.根据权利要求3所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述训练单元还包括：

武器架，设置在所述原地跑步机主体外侧，所述武器架与所述训练控制装置电连接，所述武器架的上设置有感应武器锁，每一感应武器锁用于锁定一种武器设备；当所述对抗射击训练场景中出现可使用的武器设备时，所述训练控制装置通过读取各感应武器锁的状态获取所述训练人员采用的武器设备；

和/或

模拟驾驶方向盘装置，设置在所述原地跑步机主体外侧，所述模拟驾驶方向盘装置与所述训练控制装置电连接，所述模拟驾驶方向盘装置包括：模拟方向盘，及与所述模拟方向盘相连的驾驶感应器，当所述对抗射击训练场景中出现可使用的车辆时，所述训练控制装置通过所述驾驶感应器获取所述模拟方向盘的旋转参数，控制所述对抗射击训练场景中对应车辆的行驶。

10.根据权利要求1所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述训练单元还包括：

音效设备，与所述训练控制装置电连接，用于在对抗射击训练场景中，产生与射击训练相关的声音特效；

和/或

效果模拟器，与所述训练控制装置电连接，用于在所述训练控制装置的控制下，产生与所述对抗射击训练场景画面联动的现场效果。

11.根据权利要求1所述的一种联网互战式投影对抗射击训练系统，其特征在于，所述训练单元还包括：

手语摄像机，与所述训练控制装置电连接，用于当所述训练人员做出启用手语的特定动作后，采集所述训练人员的手部手势，并通过所述训练控制装置传输给所述中控服务器，所述中控服务器将所述训练人员的手部手势发送给所述训练人员同组的其它组员所在训练单元的训练控制装置中，并将所述训练人员的手部手势以画中画的形式在所述其它组员的投影屏幕上呈现。