CN113008074A - 一种作战演习的对抗评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作战演习的对抗评估系统，其包括仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；射击方向采集系统包括图像采集模块，设置于仿真枪的枪头位置；仿真枪还设有锁枪装置；锁枪装置和图像采集模块通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；单兵定位系统定位单兵的实时位置信息并传回至计算机后台；图像采集模块在发射者扣动扳机的同时被启动以拍摄仿真枪瞄准方向的图像并将图像传回计算机后台，由计算机后台分析计算，计算时以图像中心点为弹着点参考位置，结合气候条件和射程进行纠偏以确定校正弹着点，结合单兵实时位置信息判断是否有作战人员被击中、并及时控制被击中者的锁枪装置锁枪。

Description

一种作战演习的对抗评估系统

技术领域

本发明涉及作战演习评估系统，特别是一种作战演习的对抗评估系统。

背景技术

在军事训练和军事持枪作战演习中，需要根据射击人员击中的目标身份、被击中部位等进行统计，同时立即触发闭锁被射击身亡人员的仿真枪。统计结果用于作战演习的成绩评估，而锁枪是避免被击中人员被击毙后仍乱打枪导致战场混乱、不符合实战情况。

传统被击中身份的识别方式主要是依赖于激光达到身份识别。具体是再仿真枪上装有激光发射器，而作战服上集成有多个激光感应器，当激光打到某作战人员作战服上的激光感应器时，会立即触发其所带头盔的烟雾器发出烟雾，以此表示该作战人员被击中。但是激光识别存在一个显著的缺点：由于激光具有发散性，距离越近时光斑半径越小，越远其半径越大，因此目标距离越远时越容易被大半径的激光光斑扫中(导致烟雾器被触发)，而距离越近反而不易被小半径激光光斑扫中。特别是作战人员身高有限，如果站在距离开枪者较远的位置，很可能在实际并未被击中的情况下仍然位于激光光斑的半径范围内而导致其烟雾器被触发，形成错误的“被击毙”信号。这些都不能真实反映作战情况。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种作战演习的对抗评估系统，其解决了激光对抗系统准确性差的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种作战演习的对抗评估系统，其包括：

仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；

所述射击方向采集系统包括图像采集模块，其设置于仿真枪的枪头位置；所述仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置；所述锁枪装置和所述图像采集模块通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；所述单兵定位系统定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台；

所述图像采集模块在发射者扣动扳机的同时被启动、以拍摄所述仿真枪瞄准方向的图像，并将拍摄的图像通过数据采集及传输模块传回计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行分析计算；所述图像采集模块为红外线照相机；

所述分析计算包括：

以回传的图像中心为弹着点参考位置，以子弹击发时的风力、气温、空气湿度、图像中人像到被击发的仿真枪的距离、对该弹着点参考位置进行校正，得到校正弹着点；

判断是否有击中的方法为：

a、当图像中无人像时，表示未对准目标或存在红外线无法穿过的障碍物，此时均判断为未击中；

b、当图像中有人像，且人像至被击发的仿真枪的距离大于仿真枪射程时，判定未击中；

c、当图像中有人像，且人像至被击发的仿真枪的距离小于等于仿真枪射程时，当该校正弹着点位于人像身体上则判断为击中，反之则判断未击中；在判断为击中时，由计算机后台发出锁枪信号，通过数据采集及传输模块控制被击中者的仿真枪的锁枪装置启动锁枪模式。

根据本发明较佳实施例，所述单兵头盔上安装信息源，在仿真枪上安装信息源识别设备，在拍摄图像的同时回传被拍摄到单兵的身份信息至计算机后台，由计算机后台调取该单兵的实时位置信息。所述信息源包括在头盔上设置的可标志不同身份的单兵信息。

根据本发明较佳实施例，所述单兵定位系统为GPS定位系统、北斗定位系统或惯性定位系统；所述单兵定位系统包括由单兵随身携带的ID芯片。

其中，单兵位置信息包括单兵在地图上的位置信息和其身体外轮廓边界位置的定位信息。

第二方面，本发明提供一种作战演习的对抗评估系统，其包括：

仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；

所述射击方向采集系统包括设于仿真枪的枪头和枪尾的定位系统，所述枪头和枪尾的定位系统用于分别实时定位枪头和枪尾的三维坐标；所述仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置；

枪头和枪尾的定位系统和所述锁枪装置通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；所述单兵定位系统定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台；

在仿真枪扳机被扣动时触发所述数据采集及传输模块，将扳机被扣动信息、枪头和枪尾的位置坐标发送给计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行如下计算：

调取仿真枪扳机被扣动时刻所述仿真枪头和枪尾的坐标，以枪头和枪尾坐标的连线为射击方向，在该方向上拟合子弹的飞行轨迹(抛物线)，以子弹发射时的风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到校正轨迹；

以该校正轨迹为子弹实际飞行轨迹、结合单兵实时位置信息，判断是否有被单兵被击中，获取其身份信息并发出锁枪信号，控制伤亡者仿真枪的锁枪装置启动锁枪模式。

优选地，所述单兵定位系统为带有增强器的北斗定位系统，定位至厘米级。

其中，单兵位置信息包括单兵在地图上的位置信息和其身体外轮廓边界位置的定位信息。

第三方面，本发明提供一种作战演习的对抗评估系统，其包括：

仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；

所述射击方向采集系统包括设于仿真枪的枪头定位系统和图像采集模块，枪头的定位系统用于实时定位枪头的三维坐标；所述仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置；

所述枪头定位系统和所述锁枪装置通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；所述单兵定位系统定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台；

所述图像采集模块在发射者扣动扳机的同时被启动、以拍摄所述仿真枪瞄准方向的图像，并将拍摄的图像通过数据采集及传输模块传回计算机后台，同时将该时刻的枪头的位置坐标发送给计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行分析计算；所述图像采集模块为红外线照相机，且所述拍摄的图像中包含人像；所述计算方法如下：

调取仿真枪扳机被扣动时刻所述仿真枪的枪头坐标和所述拍摄图像的中心点，以枪头和图像中心点的连线为射击方向，在该方向上拟合子弹的飞行轨迹(抛物线)，以子弹发射时的风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到校正轨迹；

判断是否有击中的方法为：

a、当图像中无人像时，表示未对准目标或存在红外线无法穿过的障碍物，此时均判断为未击中；

b、当图像中有人像时，以该校正轨迹为子弹的实际飞行轨迹、结合单兵实时位置信息，当单兵的位置信息位于该校正轨迹上时，判断为击中，此时发出控制指令，控制被击中者所持仿真枪的锁枪装置启动锁枪模式；当单兵的位置信息不在该校正轨迹上时，判断为无击中。

优选地，所述单兵定位系统为带有增强器的北斗定位系统，定位至厘米级。

其中，单兵位置信息包括单兵在地图上的位置信息和其身体外轮廓边界位置的定位信息。

(三)有益效果

本发明目的主要是通过基于击发者在扣动扳机时刻，其枪头位置所设的图像采集模块采集的图像进行弹着点的计算，再基于单兵的实时位置信息判断是否有单兵伤亡及伤亡单兵的身份信息并统计、并及时锁定伤亡单兵的仿真枪使其不能发射，避免战场混乱情况。本发明可以取代现有的激光身份识别系统，避免出现距离越远越易击中、距离越近越不易击中的问题，因此本发明的作战演习的对抗评估系统更符合作战战场的实际情况。

本发明的另一方案为：通过判断仿真枪的方位确定其瞄准方向、拟合子弹的飞行轨迹、结合风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到接近子弹实际飞行路线的校正轨迹，以该校正轨迹与单兵定位系统实时采集的单兵位置信息进行比对，从而判断子弹是否击中目标以及被击中目标的身份，由计算机后台进行统计击中情况并发送锁枪控制信号以控制被击中目的仿真枪被锁闭。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统的组成框图。

图2为本发明实施例2的系统的组成框图。

图3为本发明实施例3的系统的组成框图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，为本发明较佳实施例的作战演习的对抗评估系统，包括仿真枪11、射击方向采集系统12、数据采集及传输模块13、锁枪装置14、单兵定位系统15和计算机后台16。

射击方向采集系统12包括图像采集模块，其具体为一个红外线照相机，设置在仿真枪11的枪头下方，仿真枪11还设有用于锁定扳机的锁枪装置14。锁枪装置14和图像采集模块通过数据采集及传输模块13与计算机后台通信，此外单兵定位系统15定位若干个单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台16。数据采集及传输模块13设于仿真枪11上或由作战队员随身装配。

在作战演习过程中，当队员扣动仿真枪11的扳机瞄准敌方队员时，在击发同时触发仿真枪11枪头位置的图像采集模块进行拍照，拍摄仿真枪11枪头所瞄准的方向的图像，拍摄后将图像传回到计算机后台16。一般情况下，扣动扳机的队员会对准敌方队员击发子弹，而图像采集模块实为红外线照相机，因此拍摄的图像中需含有人像，反之若不含人像，则表示未对准敌方队员，此时肯定无法击中敌方队员。

计算机后台16收到图像采集模块通过数据采集及传输模块13传回的图像后，结合单兵定位系统15所实时采集的单兵位置信息，进行如下计算：首先以回传的图像中心点作为弹着点参考位置，以子弹击发时的风力、气温、空气湿度、图像中人像到被击发的仿真枪的距离、对该弹着点参考位置进行校正，得到校正弹着点。

判断是否击中队员的分以下情况：

①图像中无人像，则表示未对准敌方队员或存在红外线无法穿过的障碍物，此时均判断为无法击中敌方队员；

②当图像中有人像，且人像至被击发的仿真枪的距离大于仿真枪射程时，判定无死伤；

③当图像中有人像，且人像至被击发的仿真枪的距离小于等于仿真枪射程时，当该校正弹着点位于人像身体上则判断伤亡，反之则判断无伤亡；在判断伤亡时，由计算机后台16发出锁枪信号，控制伤亡者仿真枪11的锁枪装置14启动锁枪模式。

其中，图像中被拍摄到的人像的身份和距离被击发的仿真枪11的距离可以通过如下方式确定：人像对应的作战队员，其头盔或衣服上标有可被红外线照相机所拍摄到的图标(如图形、字母或姓名缩写等)，不同图标表示不同的单兵ID，而各个单兵的实时位置信息由单兵定位系统15实时反馈到计算机后台16。如此，即可判断图像中人像对应的单兵到被击发仿真枪11的距离。而该距离若大于仿真枪11的射程，则默认不能击中，无伤亡发生；反之，当该距离不超过仿真枪11的射程，且根据计算机后台16计算的校正弹着点与某单兵的实时位置重合时，则判断该单兵被击中，同时由计算机后台16发出锁枪信号控制被击中单兵的仿真枪11锁枪，无法继续发射子弹；若该距离不超过仿真枪11的射程，但计算的校正弹着点与某单兵的实时位置有偏差时，则判断该单兵未被击中。

除了在作战队员头盔上设置图标以示不同身份外，也可在单兵头盔上设置其他的信息源，且在仿真枪11上安装信息源识别设备，在图像采集模块拍摄图像的同时信息源识别设备识别敌方单兵头盔上的信息源后，然后连同拍摄的图像和识别的单兵身份信息一并回传到计算机后台16，以调取该单兵的实时位置信息，及其与被击发仿真枪11之间的距离。

其中，单兵定位系统15可以采用现有的各种系统实现，如GPS定位系统、带有增强器的北斗定位系统或惯性定位系统等，单兵定位系统包括由单兵随身携带的ID芯片，以及与这些ID芯片通讯的定位模块。其中带有增强器的北斗定位系统在定位时，可精确到厘米级。

进一步地，单兵定位系统15可以定位到单兵在作战区域地图上的位置以及其身体外轮廓边界位置，以提高系统的评估准确度。

本发明的评估系统可用于取代现有的激光身份识别系统，避免出现距离越远越易击中、距离越近越不易击中的问题，因此本发明的作战演习的对抗评估系统更符合作战战场的实际情况。

实施例2

本发明提供另一种作战演习的对抗评估系统，包括仿真枪21、射击方向采集系统22、数据采集及传输模块23、锁枪装置24、单兵定位系统25和计算机后台26。射击方向采集系统22包括设于仿真枪21的枪头和枪尾的定位系统221，枪头和枪尾的定位系统221用于分别实时定位枪头和枪尾的三维坐标，仿真枪21还设有用于锁定扳机的锁枪装置。

枪头和枪尾的定位系统221和锁枪装置24则通过数据采集及传输模块23与计算机后台26通信；所述单兵定位系统25定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台26。

枪头和枪尾的定位系统221可包含陀螺仪、距离传感器等，用于确定枪头和枪尾的三维坐标，在仿真枪21扳机被扣动时触发数据采集及传输模块23，将扳机被扣动信息、枪头和枪尾的位置坐标发送给计算机后台26，由计算机后台运行分析软件进行如下计算：

调取仿真枪扳机被扣动时刻仿真枪21头和枪尾的坐标，以枪头和枪尾坐标的连线为射击方向，在该方向上拟合子弹的飞行轨迹(抛物线)，以子弹发射时的风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到校正轨迹；以该校正轨迹为子弹实际飞行轨迹、结合单兵实时位置信息，判断是否有被单兵被击中，获取其身份信息并发出锁枪信号，控制伤亡者仿真枪的锁枪装置24启动锁枪模式。优选地，单兵定位系统25为带有增强器的北斗定位系统，定位误差至厘米级。

进一步地，单兵定位系统25可以定位到单兵在作战区域地图上的位置以及其身体外轮廓边界位置，以提高系统的评估准确度。

本发明的评估系统可用于取代现有的激光身份识别系统，避免出现距离越远越易击中、距离越近越不易击中的问题，因此本发明的作战演习的对抗评估系统更符合作战战场的实际情况。

实施例3

实施例2的容易出现在某些情况下的误判。例如，计算机后台的计算结果是敌方目标被击中，但实际情况可能是存在障碍物而未击中，这种情况下实施例2就易出现误判。

为此，本发明还提供一种作战演习的对抗评估系统，其包括：仿真枪31、射击方向采集系统32、数据采集及传输模块33、锁枪装置34、单兵定位系统35和计算机后台36。

所述射击方向采集系统32包括设于仿真枪的枪头定位系统321和图像采集模块322，枪头的定位系统321用于实时定位枪头的三维坐标；仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置34。枪头定位系统321和锁枪装置34均通过数据采集及传输模块33与计算机后台36通信，而单兵定位系统35定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台36。

图像采集模块322在发射者扣动扳机的同时被启动、以拍摄仿真枪31瞄准方向的图像，并将拍摄的图像通过数据采集及传输模块33传回计算机后台36，同时将该时刻的枪头的位置坐标发送给计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行分析计算。图像采集模块322为红外线照相机。计算方法如下：调取仿真枪扳机被扣动时刻仿真枪的枪头坐标和拍摄图像的中心点，以枪头和图像中心点的连线为射击方向，在该方向上拟合子弹的飞行轨迹，以子弹发射时的风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到校正轨迹；

判断是否有击中的方法为：

a、当图像中无人像时，表示未对准目标或存在红外线无法穿过的障碍物，此时均判断为未击中；

b、当图像中有人像时，以该校正轨迹为子弹的实际飞行轨迹、结合单兵实时位置信息，当单兵的位置信息位于该校正轨迹上时，判断为击中，此时发出控制指令，控制被击中者所持仿真枪31的锁枪装置34启动锁枪模式；当单兵的位置信息不在该校正轨迹上时，判断为无击中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种作战演习的对抗评估系统，其特征在于，其包括：仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；

所述射击方向采集系统包括图像采集模块，其设置于仿真枪的枪头位置；所述仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置；所述锁枪装置和所述图像采集模块通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；所述单兵定位系统定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台；

所述图像采集模块在发射者扣动扳机的同时被启动、以拍摄所述仿真枪瞄准方向的图像，并将拍摄的图像通过数据采集及传输模块传回计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行分析计算；所述图像采集模块为红外线照相机；

所述分析计算包括：

以回传的图像中心为弹着点参考位置，以子弹击发时的风力、气温、空气湿度、图像中人像到被击发的仿真枪的距离、对该弹着点参考位置进行校正，得到校正弹着点；

判断是否有击中的方法为：

a、当图像中无人像时，表示未对准目标或存在红外线无法穿过的障碍物，此时均判断为未击中；

b、当图像中有人像，且人像至被击发的仿真枪的距离大于仿真枪射程时，判定未击中；

c、当图像中有人像，且人像至被击发的仿真枪的距离小于等于仿真枪射程时，当该校正弹着点位于人像身体上则判断为击中，反之则判断未击中；在判断为击中时，由计算机后台发出锁枪信号，通过数据采集及传输模块控制被击中者的仿真枪的锁枪装置启动锁枪模式。

2.根据权利要求1所述的作战演习的对抗评估系统，其特征在于，所述单兵头盔上安装信息源，在仿真枪上安装信息源识别设备，在拍摄图像的同时回传被拍摄到单兵的身份信息至计算机后台，由计算机后台调取该单兵的实时位置信息。

3.根据权利要求1所述的作战演习的对抗评估系统，其特征在于，所述单兵定位系统为GPS定位系统、北斗定位系统或惯性定位系统；所述单兵定位系统包括由单兵随身携带的ID芯片。

4.一种作战演习的对抗评估系统，其特征在于，其包括：

仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；

所述射击方向采集系统包括设于仿真枪的枪头和枪尾的定位系统，所述枪头和枪尾的定位系统用于分别实时定位枪头和枪尾的三维坐标；所述仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置；

枪头和枪尾的定位系统和所述锁枪装置通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；所述单兵定位系统定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台；

在仿真枪扳机被扣动时触发所述数据采集及传输模块，将扳机被扣动信息、枪头和枪尾的位置坐标发送给计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行如下计算：

调取仿真枪扳机被扣动时刻所述仿真枪头和枪尾的坐标，以枪头和枪尾坐标的连线为射击方向，在该方向上拟合子弹的飞行轨迹，以子弹发射时的风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到校正轨迹；

以该校正轨迹为子弹实际飞行轨迹、结合单兵实时位置信息，判断该时刻是否有单兵在子弹实际飞行轨迹上，并恰好位于该子弹实际飞行轨迹上的单兵为伤亡者，获取其身份信息并发出锁枪信号，控制伤亡者仿真枪的锁枪装置启动锁枪模式。

5.一种作战演习的对抗评估系统，其特征在于，其包括：仿真枪、射击方向采集系统、数据采集及传输模块、锁枪装置、单兵定位系统和计算机后台；

所述射击方向采集系统包括设于仿真枪的枪头定位系统和图像采集模块，枪头的定位系统用于实时定位枪头的三维坐标；所述仿真枪还设有用于锁定扳机的锁枪装置；

所述枪头定位系统和所述锁枪装置通过数据采集及传输模块与计算机后台通信；所述单兵定位系统定位单兵的实时位置信息，并传回至计算机后台；

所述图像采集模块在发射者扣动扳机的同时被启动、以拍摄所述仿真枪瞄准方向的图像，并将拍摄的图像通过数据采集及传输模块传回计算机后台，同时将该时刻的枪头的位置坐标发送给计算机后台，由计算机后台运行分析软件进行分析计算；所述图像采集模块为红外线照相机，且所述拍摄的图像中包含人像；所述计算方法如下：

调取仿真枪扳机被扣动时刻所述仿真枪的枪头坐标和所述拍摄图像的中心点，以枪头和图像中心点的连线为射击方向，在该方向上拟合子弹的飞行轨迹，以子弹发射时的风力、气温、空气湿度对该飞行路线进行校正，得到校正轨迹；

判断是否有击中的方法为：

a、当图像中无人像时，表示未对准目标或存在红外线无法穿过的障碍物，此时均判断为未击中；

b、当图像中有人像时，以该校正轨迹为子弹的实际飞行轨迹、结合单兵实时位置信息，当单兵的位置信息位于该校正轨迹上时，判断为击中，此时发出控制指令，控制被击中者所持仿真枪的锁枪装置启动锁枪模式；当单兵的位置信息不在该校正轨迹上时，判断为无击中。

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