CN109029127B - 基于人机实弹对抗训练的指挥系统及其指挥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人机实弹对抗训练的指挥系统及其指挥方法，其中基于人机实弹对抗训练的指挥系统包括主控制器、智能靶标、无线通讯组网设备、命中指示设备、状态采集设备。本发明的对抗训练更具有针对性，更接近真实的作战情况，能够有效提高陆上作战分队（含单兵）的作战能力。本发明适用于所有陆上作战分队进行实弹射击对抗训练。

Description

基于人机实弹对抗训练的指挥系统及其指挥方法

技术领域

本发明属于军事训练领域，涉及一种实弹对抗训练的指挥系统，具体地说是一种基于人机实弹对抗训练的指挥系统。本发明还提供了一种上述指挥系统的指挥方法。

背景技术

实弹射击训练是中国人民解放军常态化训练中不可或缺的科目，保证一定的训练能够提升军队的作战能力。但目前尚无基于人机实弹对抗的训练方式，而是采用实兵激光交战对抗训练方式进行替代。具体训练为：在训练组织实施中将对抗人员分为蓝方和红方，通常蓝方为敌对方，由经过相应蓝军分队战术训练的人员担任，在对抗过程中按照蓝军的战斗条令，由扮演蓝军的班（组）、排、连长的人员指挥所属兵力进行战术行动对抗，各方人员使用安装在武器上的激光发射装置，发射激光束模拟射击行为。激光交战对抗过程中的控制，主要采用导控人员跟随的方式，监控人员的战斗行动、实时纠正偏差和裁决交战结果，保证对抗过程的连续进行。

上述的作战训练方式虽然实现了双方对抗，但是需要两组人员进行对抗，且在对抗过程中使用的是激光发射装置，而非实弹，因此无法真正对抗，进而无法令受训人员感受真正作战时的感受。

目前，提出一种新的训练方式：蓝方由智能靶标担任，模拟蓝方人员的战术（协同）行动，红方人员为受训人员，且按照实战的方式携带装备武器，在对抗过程中用实弹对智能靶标进行射击，而智能靶标根据对抗态势，利用对抗规则和模型，模拟向红方进行射击，而由红方人员所穿戴的服装做出相应反应，达到射击的效果。

但上述实兵激光交战对抗中蓝方的指挥控制是由人实施的控制，而并非自动完成，即现有技术中缺少一套相应的数据化的指挥控制方法，以组织和驱动1个或多个智能靶标的战术对抗行动，为红方人员的实弹射击创造近似实战的战场环境和拟人化的打击对象。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种基于人机实弹对抗训练的指挥系统，旨在提供一种能够令受训人员实弹演练的指挥系统。

本发明还提供了一种上述指挥系统的指挥方法。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种基于人机实弹对抗训练的指挥系统，包括：

主控制器：具有人机交互界面、信息通信接口，搭载有对抗指挥模型，在不同对抗态势下，生成对智能靶标的格式化的指挥控制指令；

智能靶标：设有移动装置，能够按照主控制器设定的路线进行自由移动，且设置有模拟枪口发光和枪声的射击效果仿真装置；

无线通讯组网设备：配备于每个受训人员和每个智能靶标上，进行无线组网，完成受训人员、智能靶标与主控制器信息通信接口之间的状态报告和指挥控制指令的实时传输；

命中指示设备：安装在受训人员所穿戴服装上，且分布于不同的部位，接收到智能靶标的射击信号后，在主控制器的控制下提示受训人员被命中的部位；

状态采集设备：分别设于受训人员所穿戴的服装上和智能靶标上，用于向主控制器发送所采集到的受训人员以及智能靶标的信息。

作为对本发明的限定：所述指挥控制指令包括战斗准备指令、战斗开始指令、沿路线机动指令、停止机动指令、姿态调整指令、射击方式指令、不许交战指令、跟进指令、调整方向指令、战斗结束指令、命中位置指令、命中精确位置指令。

作为对本发明的另一种限定：所述无线组网的网络通过无线通讯组网设备设置网络属性，所述网络属性包括网络名称、网络性质、网络类型、定频工作频率、定频工作备用频率、扩频工作中心频率、扩频工作网号、扩频工作备用中心频率、扩频工作备用网号、跳频工作表号、跳频工作网号、跳频工作备用表号、跳频工作备用网号、跳扩频工作表号、跳扩频工作网号、跳扩频工作备用表号、跳扩频工作备用网号；对每个入网设备要设置其主台、无线电调制方式、电台工作程式。

作为对本发明的最后一种限定：所述状态采集设备采集的信息包括受训人员和智能靶标的位置信息、受训人员和智能靶标的姿态信息、智能靶标被实弹命中的位置信息、受训人员实弹击发成功计数信息，以及智能靶标与受训人员的弹药消耗量信息。

本发明还提供了一种上述所述的基于人机实弹对抗训练的指挥系统的指挥方法，其特征在于包括依次进行的以下步骤：

一、对抗条件设置：通过主控制器的人机交互界面设置对抗需要的基本信息；

二、通信网络构设：通过配备于每个受训人员和智能靶标上的通讯组网设备进行组网，并设置组网的网络属性；

三、态势显示：在主控制器的人机交互界面上显示数字地图，并在其中显示受训人员和智能靶标的位置和状态报告信息；

四、格式化指令发送：主控制器搭载的将相应的指挥控制模型通过传输格式化指令的方式控制智能靶标的行动，形成相应的战斗对抗态势。

作为对上述方法的限定：所述步骤一中的基本信息包括：设置训练课题、设置受训人员和智能靶标编码、设置智能靶标的智能水平、设置战斗编组、设置初始态势、规划智能靶标的初始运动路线。

作为对上述方法的另一种限定：所述步骤三中受训人员和智能靶标的状态报告信息包括：受训人员和智能靶标的位置、受训人员和智能靶标的名称、智能靶标的各种报告信息、智能靶标接收的指令信息、受训人员和智能靶标的对抗结果。

本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本发明通过主控制器控制智能靶标作为蓝方人员，与受训人员构成的红方人员形成对抗，能够令受训人员进行实弹射击，满足受训人员实弹对抗训练的目的；

（2）本发明主控制器内搭载的对抗指挥模型具有多种，能够根据受训人员的受训等级选择相应难度的指挥模型，智能靶标根据不同的指挥模型形成不同的对抗队形，例如进攻中的三角、梯次和一线队形，令受训人员的训练更接近真实的战斗，且满足受训人员不同等级的训练需求；

（3）本发明的受训人员穿戴服装上设有命中指示设备，能够有效反应智能靶标反击时射中的位置，令训练更加真实化。

综上所述，本发明的指挥系统令受训人员的对抗训练更具有针对性，更接近真实的作战情况，能够有效提高部队的战斗能力。

本发明适用于对任意陆上作战分队（含单兵）进行实弹对抗训练。

附图说明

图1为本发明实施例1的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 基于人机实弹对抗训练的指挥系统

本实施例如图1所示，包括：

主控制器：具有人机交互界面、信息通信接口，搭载有对抗指挥模型，在不同对抗态势下，生成对智能靶标的格式化的指挥控制指令。

本实施例中，导控人员（控制操作人员）通过人机交互界面设置训练科目、控制训练进度、接收状态报告、发送指挥控制指令。而所述的指挥控制指令则包括战斗准备指令、战斗开始指令、沿路线机动指令、停止机动指令、姿态调整指令、射击方式指令、不许交战指令、跟进指令、调整方向指令、战斗结束指令、命中位置指令、命中精确位置指令。

智能靶标：设有移动装置，能够按照主控制器设定的路线进行自由移动，且设置有模拟枪口发光和枪声的射击效果仿真装置。

本实施例的智能靶标作为蓝方，与红方受训人员形成对抗，为了令其拟人化，所述智能靶标设有控制器，且能够与主控制器进行无线通信，接收主控制器发送的控制指令，进行相应的动作。本实施例的智能靶标设有多个，能够按照主控制器发送的控制指令形成相应的队形与受训的红方人员进行对抗，即具有战斗编组功能，通过主控制器对智能靶标的行动路线控制，姿态控制，反击控制，进而实现智能靶标的拟人化。

无线通讯组网设备：配备于每个受训人员和每个智能靶标上，进行无线组网，完成受训人员、智能靶标与主控制器信息通信接口之间的状态报告和指挥控制指令的实时传输。

本实施例的无线通信组网设备采用现有技术中的Ad hoc(自组网)技术，所述无线组网的网络可以通过所述通信组网设备设置网络属性，比如网络名称、网络性质（如指挥网、协同网、报知网）、网络类型（如宽带、短波、超短波）、定频工作频率、定频工作备用频率、扩频工作中心频率、扩频工作网号（如0-255之间的整数）、扩频工作备用中心频率、扩频工作备用网号（如0-255之间的整数）、跳频工作表号、跳频工作网号、跳频工作备用表号、跳频工作备用网号、跳扩频工作表号、跳扩频工作网号、跳扩频工作备用表号、跳扩频工作备用网号。对每个入网设备设置其主/从属台、无线电调制方式（如调频、调幅、单边带、双边带）、电台工作程式（如定频、跳频、定跳、扩频、跳扩频）等。

命中指示设备：安装在受训人员所穿戴服装上，且分布于不同的部位，接收到智能靶标的射击信号后，在主控制器的控制下提示受训人员被命中的部位。

本实施例中的命中指示设备采用下游技术中的发光二极管与蜂鸣器，且受主控制器搭载的指挥控制命令的控制，即当智能靶标对受训人员进行射击后，由主控制器控制命中部位，例如，主控制器发出的指挥控制指令为命中腿部，则激活受训人员所穿戴服装上腿部安装的命中指示设备，分别进行闪光和蜂鸣报警。

状态采集设备：分别设于受训人员所穿戴的服装上和智能靶标上，用于向主控制器发送所采集到的受训人员以及智能靶标的信息。

本实施例的状态采集设备包括分别设于受训人员所穿戴服装上，以及智能靶标上的位置传感器、加速度传感器、姿态传感器，所述状态采集设备采集的信息包括受训人员和智能靶标的位置信息、受训人员和智能靶标的姿态信息、智能靶标被实弹命中的位置信息、受训人员实弹击发成功计数信息，以及智能靶标与受训人员的弹药消耗量信息。

实施例2 基于人机实弹对抗训练的指挥系统的指挥方法

本实施例依据实施例1提供的基于人机实弹对抗训练的指挥系统完成，包括依次进行的以下步骤：

一、对抗条件设置：通过主控制器的人机交互界面设置对抗需要的基本信息。

所述的基本信息包括：设置训练课题、设置受训人员和智能靶标编码、设置智能靶标的智能水平、设置战斗编组、设置初始态势、规划智能靶标的初始运动。

二、通信网络构设：通过配备于每个受训人员和智能靶标上的通讯组网设备进行组网，并设置组网的网络属性。

三、态势显示：在主控制器的人机交互界面上显示数字地图，并在其中显示受训人员和智能靶标的状态报告信息。

本步骤中受训人员和智能靶标的状态报告信息包括：受训人员和智能靶标的位置、受训人员和智能靶标的名称、智能靶标的各种状态报告信息、智能靶标接收的指令信息、受训人员和智能靶标的对抗结果。

四、格式化指令发送：主控制器搭载的将相应的指挥控制模型通过传输格式化指令的方式控制智能靶标的行动，形成相应的战斗对抗态势。

指挥作战的过程中，基于人员和靶标的实时位置和状态，主控制器会令智能靶标对受训人员进行反击，所述反击包括依次进行的以下步骤：

一）信息采集：主控制器通过通讯组网设备实时采集智能靶标以及受训人员的信息，包括智能靶标和位受训人员位置信息、智能靶标和受训人员姿态信息、智能靶标和受训人员运动速度信息、智能靶标和受训人员运动方向信息，以及智能靶标与受训人员之间的通视信息。

二）发现目标：从启动对抗训练的时刻开始，主控制器控制智能靶标以目视、望远镜、夜视、雷达任意一种观察手段处于观察状态，一旦受训人员满足被智能靶标射击的条件，主控制器确定智能靶标发现受训人员的时间，并通过受训人员暴露的时间确定受训人员是否被发现。

所述受训人员被智能靶标射击的条件为：受训人员位于智能靶标的观察范围内，且智能靶标与受训人员之间为通视。

所述智能靶标的观察范围为以智能靶标所在位置为圆心，以观察距离为半径，智能靶标左右方向各90°的半圆范围内。

而观察距离的计算方法为S_观=S_装* K_昼夜*K_天气*K_烟幕；

式中：S_观—实际观察距离、S_装—观察装备最大观察距离、K_昼夜—观察距离昼夜修正系数、K_天气—观察距离天气修正系数、K_烟幕—观察距离烟幕修正系数。而上述的观察距离对应的各个修正系数如表1所示

表1观察距离和修正系数示意数据表

本步骤中智能靶标发现目标的时间确定依靠表2

表2发现目标时间表

三）瞄准目标：选取其中的一个受训人员为目标进行瞄准，主控制器控制智能靶标以相应的时间瞄准受训人员。

本步骤中选取目标的原则为首先选取距离智能靶标最近的目标，然后在距离相同的目标内选择威胁最大的为射击目标。所述目标的威胁性依靠目标所携带的武器装备性能进行排序，例如反坦克武器排序优于步枪。

而瞄准时间则可以根据表3确定

表3瞄准目标时间示意数据表

四）杀伤目标：对瞄准的目标进行射击，射击后主控制器通过随机选取的命中目标概率给出是否杀伤目标。

本步骤中智能靶标的射击方式包括单发、点射、连发，且对于智能靶标的模拟枪口发光和枪声的射击效果仿真装置模拟发射出去的子弹飞行时间忽略不计，依据智能靶标的拟人化等级、目标姿态、目标距离和武器有效射程，查表插值确定杀伤目标概率，然后取随机数确定是命中目标，不考虑对其它目标的连带损伤，在命中目标条件下，可命中目标不同的部位，查表确定杀伤情况。即最终智能靶标是否命中目标，命中的部位均由主控制器随机查表得到。

本实施例中以95步枪为例，其命中目标的概率以及命中目标部位的概率分别如表4、表5所示

表4 95步枪命中目标概率数据示意表

表5 95步枪命中人员部位概率数据示意表

Claims (8)

1.一种基于人机实弹对抗训练的指挥系统，其特征在于包括：

主控制器：具有人机交互界面、信息通信接口，搭载有对抗指挥模型，在不同对抗态势下，生成对智能靶标的格式化的指挥控制指令；

智能靶标：设有移动装置，能够按照主控制器设定的路线进行自由移动，且设置有模拟枪口发光和枪声的射击效果仿真装置；

无线通讯组网设备：配备于每个受训人员和每个智能靶标上，进行无线组网，完成受训人员、智能靶标与主控制器信息通信接口之间的状态报告和指挥控制指令的实时传输；

命中指示设备：安装在受训人员所穿戴服装上，且分布于不同的部位，接收到智能靶标的射击信号后，在主控制器的控制下提示受训人员被命中的部位；

状态采集设备：分别设于受训人员所穿戴的服装上和智能靶标上，用于向主控制器发送所采集到的受训人员以及智能靶标的信息；

指挥作战的过程中，基于人员和靶标的实时位置和状态，主控制器会令智能靶标对受训人员进行反击，所述反击包括依次进行的以下步骤：

一）信息采集：主控制器通过无线通讯组网设备实时采集智能靶标以及受训人员的信息，包括智能靶标和受训人员位置信息、智能靶标和受训人员姿态信息、智能靶标和受训人员运动速度信息、智能靶标和受训人员运动方向信息，以及智能靶标与受训人员之间的通视信息；

二）发现目标：从启动对抗训练的时刻开始，主控制器控制智能靶标以目视、望远镜、夜视、雷达任意一种观察手段处于观察状态，一旦受训人员满足被智能靶标射击的条件，主控制器确定智能靶标发现受训人员的时间，并通过受训人员暴露的时间确定受训人员是否被发现；

本步骤中受训人员被智能靶标射击的条件为：受训人员位于智能靶标的观察范围内，且智能靶标与受训人员之间为通视；

所述智能靶标的观察范围为以智能靶标所在位置为圆心，以观察距离为半径，智能靶标左右方向各90°的半圆范围内；

所述观察距离的计算方法为S_观 =S_装 * K_昼夜 *K_天气 *K_烟幕；

式中：S_观 —实际观察距离、S_装 —观察装备最大观察距离、K_昼夜 —观察距离昼夜修正系数、K_天气 —观察距离天气修正系数、K_烟幕 —观察距离烟幕修正系数；

所述观察手段包括目视、4倍望远镜、8倍望远镜、微光夜视眼镜、热红外观察仪；目视时，S_装=1km，对应的K _昼夜=1或0.2，其中白天作战时K _昼夜=1，夜晚作战时K _昼夜=0.2，K _天气=1、0.5、0.3或0.2，其中晴天作战时K _天气=1，阴天作战时K _天气=0.5，雨天、雪天作战时K _天气=0.3，雾天作战时K _天气=0.2，K _烟幕=0.2；4倍望远镜的S_装=3km，对应的K _昼夜=1或0.2，其中白天作战时K_昼夜=1，夜晚作战时K_昼夜=0.2，K _天气=1、0.6、0.3或0.2，其中晴天作战时K _天气=1，阴天作战时K _天气=0.6，雨天、雪天气作战时K_天气=0.3，雾天作战时K_天气=0.2，K _烟幕=0.2；8倍望远镜的S_装=5km，对应的K_昼夜=1或0.2，其中白天作战时K_昼夜=1，夜晚作战时K_昼夜=0.2，K_天气=1、0.6、0.4或0.3，其中晴天作战时K_天气=1，阴天作战时K_天气=0.6，雨天作战时K _天气=0.4，雪天或雾天作战时K _天气=0.2，K _烟幕=0.2；微光夜视眼镜的S_装=1.2km，对应的K_昼夜=0或1，其中白天作战时K_昼夜=0，夜晚作战时K_昼夜=1，K_天气=1、0.9、0.8、0.6或0.4，其中晴天作战时K_天气=1，阴天作战时K_天气=0.9，雨天作战时K_天气=0.8，雾天作战时K_天气=0.4，雪天作战时K_天气=0.6，K_烟幕=0；热红外观察仪的S_装=1 km，对应的K_昼夜=0或1，其中白天作战时K_昼夜=0，夜晚作战时K_昼夜=1，K_天气=1、0.3或0.3，其中晴天、阴天、雪天作战时K_天气=1，雨天气作战时K_天气=0.4，雾天作战时K_天气=0.3，K_烟幕=0.3；

三）瞄准目标：选取其中的一个受训人员为目标进行瞄准，主控制器控制智能靶标以相应的时间瞄准受训人员；

四）杀伤目标：对瞄准的目标进行射击，射击后主控制器通过随机选取的命中目标概率给出是否杀伤目标。

2.根据权利要求1所述的基于人机实弹对抗训练的指挥系统，其特征在于：所述指挥控制指令包括战斗准备指令、战斗开始指令、沿路线机动指令、停止机动指令、姿态调整指令、射击方式指令、不许交战指令、跟进指令、调整方向指令、战斗结束指令、命中位置指令、命中精确位置指令。

3.根据权利要求1或2所述的基于人机实弹对抗训练的指挥系统，其特征在于：所述无线组网的网络通过无线通讯组网设备设置网络属性，所述网络属性包括网络名称、网络性质、网络类型、定频工作频率、定频工作备用频率、扩频工作中心频率、扩频工作网号、扩频工作备用中心频率、扩频工作备用网号、跳频工作表号、跳频工作网号、跳频工作备用表号、跳频工作备用网号、跳扩频工作表号、跳扩频工作网号、跳扩频工作备用表号、跳扩频工作备用网号；对每个入网设备要设置其主台、无线电调制方式、电台工作程式。

4.根据权利要求1或2所述的基于人机实弹对抗训练的指挥系统，其特征在于：所述状态采集设备采集的信息包括受训人员和智能靶标的位置信息、受训人员和智能靶标的姿态信息、智能靶标被实弹命中的位置信息、受训人员实弹击发成功计数信息，以及智能靶标与受训人员的弹药消耗量信息。

5.根据权利要求3所述的基于人机实弹对抗训练的指挥系统，其特征在于：所述状态采集设备采集的信息包括受训人员和智能靶标的位置信息、受训人员和智能靶标的姿态信息、智能靶标被实弹命中的位置信息、受训人员实弹击发成功计数信息，以及智能靶标与受训人员的弹药消耗量信息。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的基于人机实弹对抗训练的指挥系统的指挥方法，其特征在于包括依次进行的以下步骤：

一、对抗条件设置：通过主控制器的人机交互界面设置对抗需要的基本信息；

二、通信网络构设：通过配备于每个受训人员和智能靶标上的无线通讯组网设备进行组网，并设置组网的网络属性；

三、态势显示：在主控制器的人机交互界面上显示数字地图，并在其中显示受训人员和智能靶标的状态报告信息；

四、格式化指令发送：主控制器搭载的将相应的指挥控制模型通过传输格式化指令的方式控制智能靶标的行动，形成相应的战斗对抗态势。

7.根据权利要求6所述的指挥方法，其特征在于：所述步骤一中的基本信息包括：设置训练课题、设置受训人员和智能靶标编码、设置智能靶标的智能水平、设置战斗编组、设置初始态势、规划智能靶标的初始运动路线。

8.根据权利要求6或7所述的指挥方法，其特征在于：所述步骤三中受训人员和智能靶标的状态报告信息包括：受训人员和智能靶标的位置、受训人员和智能靶标的名称、智能靶标的各种状态报告信息、智能靶标接收的指令信息、受训人员和智能靶标的对抗结果。

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