CN114061367A - 任务模拟训练系统及训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种任务模拟训练系统及方法，属于军事训练领域。任务模拟训练系统包括多个激光电子靶，激光电子靶包括透光板，透光板背面安装有微处理器，以及与微处理器电连接的多个激光接收器，激光电子靶还包括与微处理器电连接的激光发射器和摄像头；穿戴设备，包括个人终端、头盔和马甲，马甲、头盔均有一个与个人终端连接的光信号处理装置，光信号处理装置连接有不同位置的多个激光接收点；装载有激光发射器的模拟步枪；模拟炸弹；多个声光模拟器；训练场地的照明系统；控制中心，包括控制模块以及与控制模块电性连接的显示模块、通信模块、存储模块和输入模块，控制中心与激光电子靶、模拟炸弹、个人终端、声光模拟器。

Description

任务模拟训练系统及训练方法

技术领域

本发明涉及军事训练领域，尤其涉及一种任务模拟训练系统和训练方法。

背景技术

目前部队的训练方式主要是打靶训练和双方对抗。

打靶训练用实弹或者空包弹射击标靶，这种方法比较简单适用日常训练，但是不能直接获取数据，缺少对抗性，也容易造成子弹浪费。双方对抗是红蓝两队使用激光模拟枪比赛，决出队伍的输赢。这种方式能获取较完整的数据，可以设定模拟任务，但是需要双方团队协作完成，且对场地有要求，一般用于对抗演习。单人无法对抗，难以用于日常训练。

随着国际大环境的变化，国家强军目标的推进，我们需要数据实时、使用简单、适用日常的训练系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种任务模拟训练系统，包括：

多个激光电子靶，激光电子靶包括透光板，透光板背面安装有微处理器，以及与微处理器电连接的多个激光接收器，激光电子靶还包括与微处理器电连接的设置于透光板上端的激光发射器和摄像头；穿戴设备，包括个人终端、头盔和马甲，所述马甲、头盔均有一个与个人终端连接的光信号处理装置，所述光信号处理装置连接有不同位置的多个激光接收点；装载有激光发射器的模拟步枪；模拟炸弹；训练场地的照明系统，照明系统的控制电路接入控制中心；控制中心，包括控制模块以及与控制模块电性连接的显示模块、通信模块、存储模块和输入模块，控制中心与激光电子靶、模拟炸弹、个人终端通信连接。

优选的，所述多个激光电子靶通过连接杆连接在运动机构上，运动机构与控制中心电性连接，运动机构包括安装在墙体或天花板的多个伸缩杆和多个齿轮传送器。

优选的，运动机构的开关、移动速度值、移动频率值和停留时间由控制中心设定，并划分为多个等级模式，每个等级模式对应相应的值。

优选的，连接杆上安装有声音模拟器，声音模拟器与激光电子靶的微处理器电性连接。

优选的，模拟炸弹包括微处理器以及与微处理器电连接的iBeacon通信模块、计时器、加速度传感器和声光模拟器，所述马甲上安装有信号接收器，所述信号接收器连接在个人终端。

优选的，个人终端包括控制模块，以及与控制模块电连接的语音播报模块、通信模块和显示模块。

优选的，模拟步枪还包括后坐力装置和音效模块。

优选的，模拟步枪的激光发射器发射的激光携带枪支的编码信息。

优选的，摄像头至少有一组，每组包括一个可见光摄像头和一个红外摄像头。

本发明还提供一种基于上述任务模拟训练射击系统的训练方法，包括步骤： S10、单兵在控制中心登录系统认证身份，绑定穿戴设备和模拟步；S20、核对并确认训练人数、穿戴设备和模拟步枪的信息；S30、选择白天模式或夜晚模式；S40、选择难度等级；S50、设置模拟炸弹爆炸时间；S60、点击开始训练，根据个人终端的语音播报指令完成每一步任务。

本发明的技术方案用激光电子靶代替了模拟对抗训练中的人，程序控制多个激光电子靶突然的移动、隐藏和射击，更能锻炼单兵的反应速度和应变能力。训练可以单人进行也可以多人同时进行，使用更加灵活，日常化。

多个难度等级与白天、夜晚双模式的选择符合不同单兵的训练需求，训练更有针对化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例任务模拟射击训练系统结构示意图；

图2为本发明一实施例个人终端结构示意图；

图3为本发明一实施例训练方法步骤示意图。

附图标记说明：

10、控制中心；20、激光电子靶；30、穿戴设备；31、个人终端；32、头盔；33、马甲；40、模拟步枪；50、模拟炸弹；60、照明系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1、图2，任务模拟训练系统包括装载有激光发射器的模拟步枪40、控制中心10，与控制中心10通信连接的多个激光电子靶20、穿戴设备30、模拟炸弹50，以及训练场地的照明系统60，照明系统60的控制电路接入控制中心10。

穿戴设备30，包括个人终端31、头盔32和马甲33，马甲33、头盔32均有一个与个人终端31连接的光信号处理装置，光信号处理装置连接有不同位置的多个激光接收点。个人终端31包括控制模块，以及与控制模块电连接的语音播报模块、通信模块和显示模块，单兵在进行训练时也可以查看任务进度和自己的战绩。

马甲32、头盔33不同位置的激光接收点代表不同的伤害值，一个位置的激光接收点被打中后，激光接收点接收激光传递到光信号处理装置，光信号处理装置识别点的位置和光束信号，将信息传递给个人终端31，个人终端31识别这个点伤害值，计算剩余生命值，并记录每次的数据。单兵生命值为零时，个人终端31将记录的数据发送控制中心10，控制中心10认定任务失败，训练结束，并备份数据、记录训练时间。同时个人终端31语音播报，任务失败，训练结束。激光电子靶20停止运行。

个人终端31与控制中心10的通信模块可以是3G/4G/5G模块或ZigBee模块，与控制中心10信息交互。马甲32与头盔33的光信号处理装置与个人终端31可以有线连接，比如采用RJ-45通讯接口，也可采用ZigBee、Wifi、3G/4G通信等通信方式与个人终端31进行无线通信，现有的信号收发器的种类也有许多，在此不作一一说明。

个人终端31为单兵播报任务指令和警示信息，如“请进入大厅开启第一项任务”、“任务成功，请前往F5房间进行第二项任务”、“当前生命值剩余20%，请尽快完成任务”等提示。

个人终端31与马甲33、头盔32配套使用，个人终端31有保护套，可以佩戴在手臂或者马甲上。个人终端31的战绩信息在训练结束后会被清空，保证每个单兵训练成绩的隐私。

在一些实施例中，个人终端31还包括有导航模块，控制终端10可以通过导航模块识别单兵所在的位置，传递信息给个人终端31。个人终端31根据位置信息播报任务地点，如“请向前五十米左转，进入右手第二个房间拆除炸弹”。

控制中心10，包括控制模块以及与控制模块电性连接的显示模块、通信模块、存储模块和输入模块。输入模块可以是触屏或者键盘、鼠标。单兵在控制中心输入账号登录，进入训练选择菜单，挑选穿戴设备30和模拟步枪40，输入编号，实现人、武器、穿戴设备的绑定，选择模式和难度等级。在训练结束后，控制中心10会自动存储数据，根据单兵登录时的身份信息将训练数据分类存储在不同文件夹，例如，单兵甲在登录后系统识别甲是三连五排的士兵，那么单兵甲训练成绩的数据就会自动存储在三连五排的文件夹，方便上级领导查看。

控制中心10可以多人一起登录，点击开始任务，系统会计时，控制中心10将会向多个个人终端31同时发送任务信息，并分别统计战绩数据，存储对应文件夹。单兵也可以在文件夹找到查看自己的成绩生成文件发送或者打印出来。

控制中心10的权限根据职位等级而定，职位等级认定在每个人的账号中，例如，士兵甲登录后只能看到自己的成绩备份，而排长乙登录后可以打开所属排的文件夹看到本排每个士兵的成绩。

另外，系统还有游客模式，游客模式不会存档训练数据，游客登录的单兵只能在个人终端31即时查看自己的训练数据。

训练场地的照明系统60，可以包括多个LED灯或白炽灯，照明系统的控制电路接入控制中心10，在单兵登录选择夜晚模式时，控制中心会调节照明系统60到指定的微弱光亮度。夜晚模式训练结束后，照明系统60会恢复正常亮度，在正常状态下，照明系统60均是正常亮度状态。

激光电子靶20包括透光板，透光板背面安装有微处理器，以及与微处理器电连接的多个激光接收器，激光电子靶20还包括与微处理器电连接的设置于透光板上端的激光发射器和摄像头。摄像头至少有一组，每组包括一个可见光摄像头和一个红外摄像头，以适应白天模式与夜晚模式。当摄像头捕捉到有人时，微处理器控制激光发射器发射激光进行攻击。

激光电子靶20可以是人形靶，在人形透光板的头部、双臂、双腿和心脏处安装激光接收器，代表不同的生命值。单兵用模拟步枪40打中透光板的不同位置代表打中敌人不同部位，激光光束穿过透光板被激光接收器接收，发送给微处理器，微处理器会计算被该激光光束打掉的生命值和激光携带的信息，并记录每次的数据。

当激光电子靶20的生命值被打完时，激光电子靶20死亡，激光发射器将不会再发射激光。微处理器将记录的数据发送到控制中心10，控制中心10认定任务成功并备份数据，驱动此激光电子靶20的运动机构将缩回原位停止移动，并将信息发送给个人终端31，个人终端31语音提示任务成功，请前往下一地点。

激光电子靶20通过连接杆连接在运动机构上，运动机构与控制中心10电性连接，运动机构包括安装在墙体或天花板的多个伸缩杆和多个齿轮传送器。控制中心10通过控制伸缩杆和齿轮发送器的电驱动，比如电机的运转使激光电子靶20从墙壁或天花板处伸缩运动，往复运动。

运动机构的开关、移动速度值、移动频率值和停留时间由控制中心10设定，并划分为多个难度等级模拟，每个难度等级模式对应相应的值。当控制中心10确认等级后，多个伸缩杆和多个齿轮传送器的驱动会按照预设的数值运转，从而控制激光电子靶20的运动，为单兵进行不同难度的训练。

激光电子靶20通过摄像头捕捉单兵图像进行射击，随着运动机构的移动，摄像头会间断性的获取单兵人脸，微处理器在接收到摄像头的信号后控制激光发射器向单兵发射激光。单兵在登录时选择白天模式，则照明系统60保持正常亮度，激光电子靶20启用可见光摄像头；单兵在登录时选择夜晚模式，则照明系统60开启微弱光模仿黑夜，激光电子靶20启用红外摄像头。

连接杆上安装有声音模拟器，声音模拟器与激光电子靶20的微处理器电性连接。声音模拟器可以是音响或播放器。在激光发射器发射激光时，声音模拟器发出录入的枪声，模拟向单兵开枪。

激光电子靶20的控微处理器内有通信模块，通信模块可以是3G/4G/5G模块或ZigBee模块，与控制中心10进行信息传递。

装载有激光发射器的模拟步枪40，模拟步枪40还包括后坐力装置和音效模块，例如后坐力装置可以采用电力驱动或液压驱动冲击块，弹簧回弹，通过电路控制能实现撞击效果，结合音效，使用手感更真实。

在登录时，模拟步枪40与穿戴设备30绑定后，个人终端31录入了模拟步枪40的编号信息。模拟步枪40的激光发射器发射的激光携带枪支的编码信息,激光电子靶20的激光接收器在被激光射中后将信号传递微处理器，微处理器识别枪支编码信息，计算被该枪支打掉的生命值，并保存数据。

模拟炸弹50，包括微处理器以及与微处理器电连接的iBeacon通信模块、计时器、加速度传感器和声光模拟器。单兵穿戴的马甲33安装有信号接收器，信号接收器连接在个人终端31。当单兵进入到拆除模拟炸弹50的任务区域时，模拟炸弹50开始计时，个人终端31会语音提示单兵在规定时间内找到并拆除炸弹。

判定单兵进入任务区域的方式可以是单兵头盔32上的摄像头捕捉到特定图像，例如门上标记的房间号，又或者是与控制中心10通信的门上的感应器，在单兵开门的时候感应有人进来，控制中心10接收到单兵已进入区域的信息后，给模拟炸弹50发送信号开始计时。限定时间在单兵登录后可以自行设定，计时器便从这个时间开始倒计时。

单兵需要在限定时间内找到模拟炸弹50，并拆除计时器的连接线，在计时器的时间到零之前使之停止计时。若任务成功，模拟炸弹50的控制模块发送成功信息给控制中心10，个人终端31语音播报任务成功，训练结束；若单兵未在计时停止之前完成拆除或者加速度感应器感应到模拟炸弹50的振动达到设定值，则模拟炸弹50爆炸，声光模拟器发出录入的炸弹爆炸声，并发出亮光，控制模块发送失败信息给控制中心10，个人终端31语音播报任务失败，训练结束。

模拟炸弹50爆炸的同时，iBeacon通信模块广播信号，单兵在信号范围内，马甲33上的信号接收器会接收到来自模拟炸弹50的信号，在模拟炸弹50广播的信号中含有Measured Power数据，Measured Power用来表示是iBeacon通信模块与信号接收装置之间相距1m时的参考接收信号强度（RSSI：Received Signal Strength Indicator），信号接收装置参考RSSI信号的强度来推算距离，根据距离计算伤害值和剩余生命值。个人终端31将计算的单兵剩余生命值发送控制中心10，确认并记录训练结束后的剩余生命值。

模拟炸弹50的控微处理器内有通信模块，通信模块可以是3G/4G/5G模块或ZigBee模块，与控制中心10进行信息传递。

在一些实施例中，模拟炸弹50有多个，分别放在不同地方，多个单兵在结束移动靶射击后，控制中心10随机指定一个模拟炸弹40进行炸弹拆除任务指令。在多人同时训练时，控制中心也可以随机为多个个人终端31进行分配拆除炸弹任务。

在实施例中，激光电子靶20各个部位的伤害值、头盔32和马甲33不同位置的激光接收点的伤害值均可以调整设定。给定单兵和电子激光靶20一个初始生命值，例如生命值均设置为100，头盔32与马甲33的多个激光接收点收到的激光信息由光信号处理装置传递给个人终端31，个人终端31累积计算每次受到的伤害值，单兵的剩余生命值等于100减去头盔32和马甲33的激光信号处理装置收到的伤害值，直到剩余生命值为0,认定失败；激光电子靶20各个部位的激光接收器由微处理器累积计算伤害值，剩余生命值等于100减去各个部位激光接收器收到的伤害值，直到剩余生命值为0，微处理器将记录的信息发送控制中心10，控制中心10将停止悬挂此电子激光靶20的运动机构，并缩回原位。

本发明的任务模拟训练系统结合了两个阶段模拟任务，多个激光电子靶20的移动和攻击模拟了多个对手，在锻炼射击的同时也锻炼了单兵的躲避能力和反应能力，比传统的打靶训练更贴近真实。

本发明的多等级模式、可单人和多人训练、智能化成绩归档、声光效果模拟，让训练更简单、灵活、日常化。

参照图3,使用上述任务模拟训练系统的训练方法，包括步骤：

S10、单兵在控制中心10登录系统认证身份，绑定穿戴设备30和模拟步枪40；

控制中心10可以登录多个账号，每个账号均可绑定一套穿戴设备30和一把模拟步枪40，也就是说，可以多人同时进行训练，共同完成任务。

S20、核对并确认训练人数、穿戴设备30和模拟步枪40的信息；

S30、选择白天模式或夜晚模式；

单兵选择在选择模式后，照明系统60会调整为对应的亮度。白天模式下依然保持正常亮点，激光电子靶20会开启可见光摄像头；夜晚模式下调整为微弱光，激光电子靶20会开启红外摄像头。

S40、选择难度等级；

选择难度等级对应第一任务阶段的对抗移动靶。在上述步骤之前，激光电子靶20不同位置激光接收器代表的伤害值，马甲33、头盔32不同位置的激光接收点代表的伤害值已由管理员设置完成。不同难度等级下运动机构的速度、频率与停留时间也是预设好的，单兵只需要选择等级即可，等级的级数不限，可以是两个级别、三个级别，或者更多个。

S50、设置模拟炸弹50爆炸时间；

单兵可以根据情况选择第二任务阶段模拟炸弹50爆炸的时间，以秒为单兵，从系统识别单兵进入任务区域开始计算，在时间内完成第二阶段的拆除任务。

S60、点击开始训练，根据个人终端31的语音播报指令完成每一步任务。

训练开始后，控制中心10会计时。单人训练时，训练结束计时停止；多人训练时，有单兵任务失败即退出训练，记录一次退出时间，直到最后一个人完成或者失败，停止计时。

在S60中，单兵首先进行的是第一任务阶段的对抗激光电子靶20，多个激光电子靶20通过来回的移动对单兵发射激光模拟攻击和躲避，单兵需要躲避激光电子靶20的攻击的同时还要射击靶面，将所有激光电子靶20的生命值打为零，运动机构停止运动，第一任务阶段成功。个人终端31会播报任务成功，并指示第二任务阶段的地点，单兵到达第二任务的区域后，模拟炸弹50的计时器开始计时，在计时器时间归零前，炸弹拆除50，个人终端31播报任务成功，训练结束，计时结束。

在上述训练过程中，无论任务进行到哪一步，只要单兵生命值为零，则宣布任务失败，训练结束。

本发明的训练方法，除了拆除炸弹之外还可以在对抗激光电子靶20后接入其他模拟任务，例如装弹、解救人质等任务。使训练更多多元化，打破传统的单一形式，各项内容相结合更具有实用性。多个难度等级、白天和夜晚的多模式设定，满足不同级别单兵的训练需求，通用性高。

本发明中应用的到程序、模块均是系统硬件模块，或者现有技术中计算机程序或协议与硬件结合的功能模块，该功能模块所涉及的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，不是本发明的改进之处。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种任务模拟训练系统，其特征在于，包括：

多个激光电子靶，所述激光电子靶包括透光板，所述透光板背面安装有微处理器，以及与微处理器电连接的多个激光接收器，所述激光电子靶还包括与微处理器电连接的设置于透光板上端的激光发射器和摄像头；

穿戴设备，包括个人终端、头盔和马甲，所述马甲、头盔均有一个与个人终端连接的光信号处理装置，所述光信号处理装置连接有不同位置的多个激光接收点；

装载有激光发射器的模拟步枪；

模拟炸弹；

训练场地的照明系统，所述照明系统的控制电路接入控制中心；

控制中心，包括控制模块以及与控制模块电性连接的显示模块、通信模块、存储模块和输入模块，所述控制中心与激光电子靶、模拟炸弹、个人终端通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述多个激光电子靶通过连接杆连接在运动机构上，运动机构与控制中心电性连接，运动机构包括安装在墙体或天花板的多个伸缩杆和多个齿轮传送器。

3.根据权利要求2所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述运动机构的开关、移动速度值、移动频率值和停留时间由控制中心设定，并划分为多个等级模拟，每个等级模式对应相应的值。

4.根据权利要求2所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述连接杆上安装有声音模拟器，所述声音模拟器与激光电子靶的微处理器电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述模拟炸弹包括微处理器以及与微处理器电连接的iBeacon通信模块、计时器、加速度传感器和声光模拟器，所述马甲上安装有信号接收器，所述信号接收器连接在个人终端。

6.根据权利要求1所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述个人终端包括控制模块，以及与控制模块电连接的语音播报模块、通信模块和显示模块。

7.根据权利要求1所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述模拟步枪还包括后坐力装置和音效模块。

8.根据权利要求1所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述模拟步枪的激光发射器发射的激光携带枪支的编码信息。

9.根据权利要求1所述的一种任务模拟训练系统，其特征在于，所述摄像头至少有一组，每组包括一个可见光摄像头和一个红外摄像头。

10.一种基于如权利要求1-8任一所述的一种任务模拟训练系统的训练方法，其特征在于，包括步骤：

S10、单兵在控制中心登录系统认证身份，绑定穿戴设备和模拟步枪；

S20、核对并确认训练人数、穿戴设备和模拟步枪的信息；

S30、选择白天模式或夜晚模式；

S40、选择难度等级；

S50、设置模拟炸弹爆炸时间；

S60、点击开始训练，根据个人终端的语音播报指令完成每一步任务。

Images