CN111785118A - 一种模拟实弹投影训练的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟实弹投影训练的系统及方法，它包括投影仪、天然橡胶屏幕等；使用热像仪捕捉天然橡胶屏幕的坐标图像和原始状态下的基线热图像；投影仪将三维图像或二维图像等投射到天然橡胶屏幕上；发射装置向天然橡胶屏幕发射弹珠，并通过蓝牙向计算机发送发射时刻信息；热像仪捕捉弹珠撞击到天然橡胶屏幕的热像信息，并向计算机发送；计算机根据热量特征计算一组弹丸撞击的实际像素坐标；根据像素坐标和发射时刻信息，在检测弹珠在天然橡胶屏幕上撞击的软件将通过模拟三维空间的模拟射弹路径通过投影仪投影到屏幕上，并切换下一组设计目标或场景移动；计算机存储器储存训练记录并通过教官显示器上的评分软件展示训练结果。

Description

一种模拟实弹投影训练的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种模拟训练系统，尤其涉及一种模拟实弹投影训练的系统及方法。

背景技术

现如今，军事人员，警察和其他执法人员，运动员等会有武器或枪支的培训需求。特别是在军事和执法人员当中，对于培训系统来说，使用仿真武器模拟现实生活条件至关重要。能够提升军事和执法人员队伍防暴处突能力的需要、加强其自身安全保护的需要、满足当前社会治安形势的需要。

为了模拟现实条件，任何这样的训练系统还必须提供多种真实场景，而无需人为地强迫中断来确定影响位置，同时能够对训练人员的训练效果进行测评。另外，现有技术中靶通常由纸，塑料，纸板，聚苯乙烯，木材和其他有形材料制成，属于消耗品，而且大多数都需要射击者或受训者直接或目视检查，对于模拟训练系统来说需要克服上述问题，满足现实性和模拟训练的真实性。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种模拟实弹投影训练的系统及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种模拟实弹投影训练的系统，它包括投影仪、天然橡胶屏幕、弹珠收集幕、热像仪、教官显示器、发射装置和计算机；

投影仪设置在天然橡胶屏幕的前方，投影仪和天然橡胶屏幕之间的距离根据橡胶屏幕的屏幕尺寸设置，投影仪向天然橡胶屏幕上投射训练图像，天然橡胶屏幕的前侧设置有若干个对准天然橡胶屏幕的热像仪，热像仪可连续地捕获天然橡胶屏幕的热图像，弹珠收集幕悬挂在天然橡胶屏幕的后方，弹珠收集幕包括垂直区、倾斜区和收集幕布，垂直区与天然橡胶屏幕的幕面大小一致，倾斜区呈三角形且倾斜区通过其中一个边与垂直区的底边连接为一体，倾斜幕布的另外两个边向前方倾斜，收集幕布松弛态设置在垂直区、倾斜区内，用于收集来自发射装置所发射并穿过天然橡胶屏幕的弹珠；

教官显示器、热像仪均与计算机通过数据线相连接，计算机包括处理器和存储器，处理器将热像仪捕获的弹珠的热图像与存储器中的基线热图像计算比较，计算出坐标数字发送到教官显示器以进行显示；

发射装置和计算机之间均设置有蓝牙，发射装置和计算机通过蓝牙方式无线传输发射装置的发射时刻信息。

进一步地，天然橡胶屏幕悬挂设置在墙体或棚体上，沿天然橡胶屏幕悬挂时的底侧边上设置有使天然橡胶屏幕的幕面保持平整的下坠杆，天然橡胶屏幕的前表面涂有白色或浅灰色反射涂层。

进一步地，热像仪包括红外芯，红外芯用于检测包括能量谱的红外区域在内的预定能量谱上的热量。热像仪采用每秒100-500帧的帧速率，以捕获由于弹珠撞击而产生的能量尖峰的图像。

进一步地，热像仪有四个并与天然橡胶屏幕行成一定角度放置，且分别位于天然橡胶屏幕正面的左上侧、右上侧、左下侧和右下侧。

进一步地，发射装置包括橡胶弹发射器枪或者铅芯弹发射枪或者钢芯弹发射枪。

进一步地，计算机上安装有检测弹珠在天然橡胶屏幕上撞击的软件、评分软件和场景切换软件。

模拟实弹投影训练的系统的控制方法，包括以下步骤：

a、使用热像仪捕捉天然橡胶屏幕的坐标图像和原始状态下的基线热图像；

b、投影仪将三维图像或二维图像等投射到天然橡胶屏幕上；

c、发射装置向天然橡胶屏幕发射弹珠，并通过蓝牙向计算机发送发射时刻信息；

d、热像仪捕捉弹珠撞击到天然橡胶屏幕的热像信息，并向计算机发送；

e、计算机根据热量特征计算一组弹丸撞击的实际像素坐标；

f、根据像素坐标和发射时刻信息，在检测弹珠在天然橡胶屏幕上撞击的软件将通过模拟三维空间的模拟射弹路径通过投影仪投影到屏幕上，并切换下一组设计目标或场景移动；

g、计算机存储器储存训练记录并通过教官显示器上的评分软件展示训练结果。

本发明的有益效果在于：本发明是一种提高射击准确性的交互式训练系统，采用热像仪捕捉弹珠撞击的热像信息，并通过计算机控制软件进行场景切换和评分记录，是一种提高射击准确性的智能交互式训练系统；同时采用的是仿真的发射装置，不易破坏且具有自我修复能力的天然橡胶屏幕，克服了传统目标射击靶需要更换的缺点，发射装置具备蓝牙信息传输，以此增加了对于发射装置发射时刻的检测；另外，本发明还具有方便弹珠回收的设计，增强了实用性。

附图说明

图1为本发明的组成示意图。

图中：1、投影仪；2、天然橡胶屏幕；3、弹珠收幕；4、热像仪；5、教官显示器；6、发射装置；7、计算机；8、下坠杆；31、垂直区；32、倾斜区；33、收集幕布。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的一种模拟实弹投影训练的系统，实施例一，它包括投影仪1、天然橡胶屏幕2、弹珠收幕3、热像仪4、教官显示器5、发射装置6和计算机7；

投影仪1设置在天然橡胶屏幕2的前方，投影仪1和天然橡胶屏幕2之间的距离为10米，天然橡胶屏幕2的尺寸为8*4米(长*高)，投影仪1向天然橡胶屏幕2上投射训练图像，天然橡胶屏幕2的前表面涂有白色或浅灰色反射涂层，优选的，本实施中采用市售的白色反射涂料；天然橡胶屏幕2采用橡胶制成，其好处是当发射装置6发射的弹珠2穿过该材料时，由于橡胶材料的弹性而将穿孔关闭，虽然穿孔仍存在于材料中，但它仍在天然橡胶屏幕2的前表面上呈现相对光滑的表面；另外，天然橡胶屏幕2悬挂可以设置在墙体或棚体上，沿天然橡胶屏幕2悬挂时的底侧边上设置有下坠杆8，下坠杆8具有一定的重量，可以使天然橡胶屏幕2的幕面保持平整。

天然橡胶屏幕2的前侧设置有若干个对准天然橡胶屏幕2的热像仪4，热像仪4有四个并与天然橡胶屏幕2行成一定角度放置，且分别位于天然橡胶屏幕2正面的左上侧、右上侧、左下侧和右下侧。热像仪4包括红外芯，红外芯用于检测包括能量谱的红外区域在内的预定能量谱上的热量，热像仪4采用每秒100-500帧的帧速率，以捕获由于弹珠撞击而产生的能量尖峰的图像，优选的，本实施例采用每秒400帧的帧速率捕获，由此，热像仪4可连续地捕获天然橡胶屏幕2的热图像，弹珠收集幕3悬挂在天然橡胶屏幕2的后方，弹珠收集幕3包括垂直区31、倾斜区32和收集幕布33，垂直区31与天然橡胶屏幕2的幕面大小一致，倾斜区32呈三角形且倾斜区32通过其中一个边与垂直区31的底边连接为一体，倾斜幕布的另外两个边向前方倾斜，收集幕布33采用具有防弹作用的纤维材质制成且呈松弛态设置在垂直区31、倾斜区32内，由此，弹珠在松弛态收集幕布33卸力并在自身的重力作用下沿着垂直区31、倾斜区32设置的如滑梯原理滑落到倾斜区32的三角形区域内，方便弹珠的回收。

教官显示器5、热像仪4均与计算机7通过数据线相连接，计算机7包括处理器和存储器，处理器将热像仪4捕获的弹珠的热图像与存储器中的基线热图像计算比较，计算出坐标数字发送到教官显示器5以进行显示；计算机7上安装有检测弹珠在天然橡胶屏幕2上撞击的软件、评分软件和场景切换软件，场景切换软件包括预期的现实生活场景，调查场景，执法人员的逮捕场景，抓捕场景和交通站点场景等。以上软件可以通过教官显示器5操作，由管理员或教官操作，具体使用中不限于以上软件，可根据需求开发适合训练的软件。

发射装置6和计算机7之间均设置有蓝牙，发射装置6和计算机7通过蓝牙方式无线传输发射装置6的发射时刻信息，具体的原理是在发射装置6的扳机上设置触发开关，触发开关与蓝牙模块相连，蓝牙模块中预设程序，当训练人员扣动扳机时触发开关触发，数据通过蓝牙传输到计算机的蓝牙接收器上，本实施例中采用的蓝牙覆盖的有效范围为20米，这样计算机7就可以监测到发射装置6触发的时间，从而判断训练人员的反应时间，并记录在存储器中，然后通过评分软件进行评测。发射装置6包括橡胶弹发射器枪或者铅芯弹发射枪或者钢芯弹发射枪。优选的，本实施中采用橡胶弹发射器枪，不管是橡胶弹发射器枪或者铅芯弹发射枪或者钢芯弹发射枪，都是一种仿真发射器。

模拟实弹投影训练的系统的控制方法，包括以下步骤：

a、使用热像仪4捕捉天然橡胶屏幕2的坐标图像和原始状态下的基线热图像；

b、投影仪1将三维图像或二维图像等投射到天然橡胶屏幕2上；

c、发射装置6向天然橡胶屏幕2发射弹珠，并通过蓝牙向计算机7发送发射时刻信息；

d、热像仪4捕捉弹珠撞击到天然橡胶屏幕2的热像信息，并向计算机7发送；

e、计算机7根据热量特征计算一组弹丸撞击的实际像素坐标；

f、根据像素坐标和发射时刻信息，在检测弹珠在天然橡胶屏幕2上撞击的软件将通过模拟三维空间的模拟射弹路径通过投影仪1投影到屏幕上，并切换下一组设计目标或场景移动；

g、计算机7存储器储存训练记录并通过教官显示器5上的评分软件展示训练结果。

发明公开了一种模拟实弹投影训练的系统及方法，本发明是一种提高射击准确性的交互式训练系统，采用热像仪捕捉弹珠撞击的热像信息，并通过计算机控制软件进行场景切换和评分记录，是一种提高射击准确性的智能交互式训练系统；同时采用的是仿真的发射装置，不易破坏且具有自我修复能力的天然橡胶屏幕，克服了传统目标射击靶需要更换的缺点，发射装置具备蓝牙信息传输，以此增加了对于发射装置发射时刻的检测；另外，本发明还具有方便弹珠回收的设计，增强了实用性。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种模拟实弹投影训练的系统，其特征在于：它包括投影仪(1)、天然橡胶屏幕(2)、弹珠收集幕(3)、热像仪(4)、教官显示器(5)、发射装置(6)和计算机(7)；

所述投影仪(1)设置在天然橡胶屏幕(2)的前方，投影仪(1)和天然橡胶屏幕(2)之间的距离根据橡胶屏幕的屏幕尺寸设置，投影仪(1)向天然橡胶屏幕(2)上投射训练图像，天然橡胶屏幕(2)的前侧设置有若干个对准天然橡胶屏幕(2)的热像仪(4)，热像仪(4)可连续地捕获天然橡胶屏幕(2)的热图像，所述弹珠收集幕(3)悬挂在天然橡胶屏幕(2)的后方，弹珠收集幕(3)包括垂直区(31)、倾斜区(32)和收集幕布(33)，垂直区(31)与天然橡胶屏幕(2)的幕面大小一致，倾斜区(32)呈三角形且倾斜区(32)通过其中一个边与垂直区(31)的底边连接为一体，倾斜幕布的另外两个边向前方倾斜，收集幕布(33)松弛态设置在垂直区(31)、倾斜区(32)内，用于收集来自发射装置(6)所发射并穿过天然橡胶屏幕(2)的弹珠；

所述教官显示器(5)、热像仪(4)均与计算机(7)通过数据线相连接，计算机(7)包括处理器和存储器，处理器将热像仪(4)捕获的弹珠的热图像与存储器中的基线热图像计算比较，计算出坐标数字发送到教官显示器(5)以进行显示；

所述发射装置(6)和计算机(7)之间均设置有蓝牙，发射装置(6)和计算机(7)通过蓝牙方式无线传输发射装置(6)的发射时刻信息。

2.根据权利要求1所述的模拟实弹投影训练的系统，其特征在于：所述天然橡胶屏幕(2)悬挂设置在墙体或棚体上，沿天然橡胶屏幕(2)悬挂时的底侧边上设置有使天然橡胶屏幕(2)的幕面保持平整的下坠杆(8)，天然橡胶屏幕(2)的前表面涂有白色或浅灰色反射涂层。

3.根据权利要求1所述的模拟实弹投影训练的系统，其特征在于：所述热像仪(4)包括红外芯，红外芯用于检测包括能量谱的红外区域在内的预定能量谱上的热量。热像仪(4)采用每秒100-500帧的帧速率，以捕获由于弹珠撞击而产生的能量尖峰的图像。

4.根据权利要求3所述的模拟实弹投影训练的系统，其特征在于：所述热像仪(4)有四个并与天然橡胶屏幕(2)行成一定角度放置，且分别位于天然橡胶屏幕(2)正面的左上侧、右上侧、左下侧和右下侧。

5.根据权利要求1所述的模拟实弹投影训练的系统，其特征在于：所述发射装置(6)包括橡胶弹发射器枪或者铅芯弹发射枪或者钢芯弹发射枪。

6.根据权利要求1所述的模拟实弹投影训练的系统，其特征在于：所述计算机(7)上安装有检测弹珠在天然橡胶屏幕(2)上撞击的软件、评分软件和场景切换软件。

7.应用于权利要求1-6任一项所述的模拟实弹投影训练的系统的控制方法，包括以下步骤：

a、使用热像仪(4)捕捉天然橡胶屏幕(2)的坐标图像和原始状态下的基线热图像；

b、投影仪(1)将三维图像或二维图像等投射到天然橡胶屏幕(2)上；

c、发射装置(6)向天然橡胶屏幕(2)发射弹珠，并通过蓝牙向计算机(7)发送发射时刻信息；

d、热像仪(4)捕捉弹珠撞击到天然橡胶屏幕(2)的热像信息，并向计算机(7)发送；

e、计算机(7)根据热量特征计算一组弹丸撞击的实际像素坐标；

f、根据像素坐标和发射时刻信息，在检测弹珠在天然橡胶屏幕(2)上撞击的软件将通过模拟三维空间的模拟射弹路径通过投影仪(1)投影到屏幕上，并切换下一组设计目标或场景移动；

g、计算机(7)存储器储存训练记录并通过教官显示器(5)上的评分软件展示训练结果。

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