CN114812282A

CN114812282A - 一种智能互动的射击训练机器人靶系统

Info

Publication number: CN114812282A
Application number: CN202210314599.0A
Authority: CN
Inventors: 周伟平; 杨国平; 尹宏智; 郭亚博; 蔡坤奇
Original assignee: NANJING RESEARCH INSTITUTE ON SIMULATION TECHNIQUE; No 60 Institute of Headquarters of General Staff of PLA
Current assignee: NANJING RESEARCH INSTITUTE ON SIMULATION TECHNIQUE; No 60 Institute of Headquarters of General Staff of PLA
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2022-07-29

Abstract

本发明公开了一种智能互动的射击训练机器人靶系统，包括机器人靶、通信盒、计算机、无线语音采集器；无线语音采集器用于采集训练人员语音，并通过接收器连接至计算机；计算机中的语音识别软件识别控制指令和人员语音，将识别结果通过通信盒发送至机器人靶以控制机器人靶运行；机器人靶根据控制指令和人员语音，通过运动模拟不同场景的训练科目，对训练人员进行训练。训练过程中本产品可模拟举刀挥动动作，模拟场景语音，并可根据受训人员的特定动作或语音作出投降、逃跑躲避、改变追击对象、改变运行路线等智能动作反应，更加真实的模拟实际警情，具备较强的互动性、智能性，可锻炼警员突发事件处理的应变能力。

Description

一种智能互动的射击训练机器人靶系统

技术领域

本发明属于智能训练系统设计技术领域，特别是涉及一种智能互动的射击训练机器人靶系统。

背景技术

随着警察实弹战术实战化训练推进，不仅对运动靶标所模拟假想敌的运动特性逼真度要求越来越高，而且对产品使用的便捷性及智能化程度也日益提高。

目前在警用实弹训练与考核中，运动类战术靶标多为固定设定路线产品，互动性及操作便捷性较差，特别是训练多次后训练人员可以猜到靶标的下一步动作，会产生一种固定思维，不利于实际警情的判断和处置，所以有必要提供一种集使用便捷性、互动性与智能性于一体的战术训练靶来满足实际的射击训练需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种智能互动的射击训练机器人靶系统，解决目前训练靶标运动路线固定，无互动及智能反应的问题。

为了实现本发明目的，本发明提供了一种智能互动的射击训练机器人靶系统，包括机器人靶、通信盒、计算机、无线语音采集器；无线语音采集器用于采集训练人员语音，并通过接收器连接至计算机；计算机中的识别软件识别控制指令和人员语音，将识别结果通过通信盒发送至机器人靶，以控制机器人靶运行；机器人靶根据控制指令和人员语音，通过运动模拟不同场景的训练科目，对训练人员进行训练。

进一步地，机器人靶包括挥刀模拟机构、立体人型靶、腿部模拟支架、车体；车体作为机器人靶的动力平台，用于控制机器人靶移动；车体上方设置有腿部模拟支架，腿部模拟支架连接有立体人型靶，立体人型靶上安置有挥刀模拟机构，挥刀模拟机构用于模拟匪徒挥刀的动作。

进一步地，车体上表面设置有凉亭结构，凉亭结构用于支撑立体人型靶；凉亭结构上方设置有图像识别跟踪器，图像识别跟踪器通过图像识别算法识别出训练人员信息，包含位置、距离、角度、制止动作以及举枪动作；并能够在水平及垂直方向转动实时跟踪指定人员，智能识别训练人员的意图，以实现变化的运动路线及科目动作，提升了机器人靶训练科目的智能型和真实性。

进一步地，图像识别跟踪器识别出训练人员信息后，将对应于不同训练人员信息的预设指令发送至车体和挥刀模拟机构，车体和挥刀模拟机构中的电机接收指令后实施相应预设动作。

进一步地，激光雷达设置于凉亭结构下方，能够减少激光雷达的视场遮挡，更加快捷完整地建立场地地图，实现机器人靶在场地中的定位以及运动路径导航；同时，激光雷达用于实现360度全方向避障及安全防撞。

进一步地，具有强制的安全保护措施，系统通过激光雷达实时探测机器人靶周围的障碍物，结合图像识别跟踪器判断路径中的障碍物是物体还是训练人员；机器人靶自动避障绕行，当障碍物在机器人靶运行方向上较小距离时，会采取强行减速停车处置，防止对训练人员或训练场馆的伤害。

进一步地，机器人靶上设置有喇叭，在特定训练科目时，播放对应的场景音效，使训练现场环境声音更加贴近实际情况，根据训练的实际情况匪徒语音模拟警匪对话，当机器人靶被命中后能够模拟人员惨叫的声音，能更加真实的模拟实际警情中的声音。

为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为智能互动的射击训练机器人靶系统结构示意图；

图2为机器人靶整体结构示意图；

图中附图标记为：机器人靶1、通信盒2、计算机3、无线语音采集器4、挥刀模拟机构5、立体人型靶6、腿部模拟支架7、图像识别跟踪器8、凉亭结构9、激光雷达10、车体11、喇叭12。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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做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。

如图1所示，图1为智能互动的射击训练机器人靶系统结构示意图，包括机器人靶1、通信盒2、计算机3、无线语音采集器4；无线语音采集器4用于采集训练人员语音，并通过接收器连接至计算机3；计算机3中的语音识别软件识别控制指令和人员语音，将识别结果通过通信盒2发送至机器人靶1以控制机器人靶1运行；机器人靶1根据控制指令和人员语音，通过运动模拟不同场景的训练科目，对训练人员进行训练。训练过程中本产品可模拟挥刀动作，模拟场景语音，并可根据受训人员的特定动作或语音作出投降、逃跑躲避、改变追击对象、改变运行路线等智能动作反应，更加真实的模拟实际警情，具备较强的互动性、智能性，可锻炼警员突发事件处理的应变能力。

如图2所示，图2为机器人靶整体结构示意图，机器人靶1包括挥刀模拟机构5、立体人型靶6、腿部模拟支架7、车体11；车体11作为机器人靶1的动力平台，用于控制机器人靶1移动；车体11上方设置有腿部模拟支架7，腿部模拟支架7连接有立体人型靶6，立体人型靶6上安置有挥刀模拟机构5，挥刀模拟机构5用于模拟匪徒挥刀的动作。车体11上设置有凉亭结构9，凉亭结构9用于支撑立体人型靶6；凉亭结构9上方设置有图像识别跟踪器8，图像识别跟踪器8用于识别训练人员的距离，角度以及人员制止动作、举枪动作，并能够在水平及垂直方向转动实时跟踪指定人员。激光雷达10设置于凉亭结构9 下方，能够减少激光雷达10受到的视线遮挡，激光雷达10用于实现导航定位及360度避障。机器人靶1上设置有喇叭12，用于播放当前模拟场景音效及处置不合理、任务失败和处置得当等语音。

具体地，机器人靶1可模拟劫持人质(两辆机器人靶)、警匪对峙、追击平民、追击执法者以及障碍物间穿梭等训练科目。训练过程中机器人靶1可模拟挥刀动作，模拟场景语音，并可根据受训人员的特定动作或语音作出投降、逃跑躲避、改变追击对象、改变运行路线等智能动作反应。

具体地，挥刀模拟机构5安装在立体人型靶6的手部位置处，可控制其转动到任意角度，用于模拟挥刀的动作。

具体地，立体人型靶6通过腿部模拟支架7与车体11连接，立体人型靶6 上穿衣服，腿部模拟支架7上穿裤子，更加逼真的模拟人型外观。

具体地，图像识别跟踪器8识别出训练人员信息后，将对应于不同训练人员信息的预设指令发送至车体11和挥刀模拟机构5，车体11和挥刀模拟机构5 中的电机接收指令后实施相应预设动作。

具体地，激光雷达10实时探测机器人靶1周围的障碍物，结合图像识别跟踪器8判断路径中的障碍物是物体还是训练人员；机器人靶1自动避障绕行，当障碍物在机器人靶1运行方向上较小距离时，会采取强行减速停车处置，防止对训练人员或训练场馆的伤害。

具体地，喇叭12用于模拟场景特定环境音、匪徒语音、系统提示音，包括人群恐慌发出的喊叫、追击喊叫、别过来、命中惨叫声、救命声、处置不合理、任务失败和处置得当等。

实施例

本实施例提供的是一种智能互动的射击训练机器人靶系统的应用方式。本应用场景为警匪对峙，即训练人员为警察，两辆机器人靶分别设置角色为“匪徒”和“平民”，模拟实际对峙场景；训练过程如下：

1)训练人员通过对无线语音采集器说出“警匪对峙准备”指令(指令可自行修改设置)，两辆机器人靶分别运行到设定位置准备，如“匪徒”运行到距离训练人员约5米左右的位置并朝向训练人员，“平民”运行到距离训练人员及“匪徒”约10米左右的位置并朝向对峙现场(模拟围观者)；

2)训练人员说出“开始”指令，对峙场景开始，“匪徒”会根据训练人员的走动实时调整位置及朝向，并会在限定时间内随机出现小范围运动、喊话或挥刀等动作，过程中若训练人员出现举枪动作或对峙超过限定时间，“匪徒”会随机出现如下动：①“匪徒”向“平民”追击并模拟挥刀动作，“平民”发出“人群惊恐”声(模拟人群逃散语音)并反向逃跑，若“匪徒”追上平民则执行模拟挥刀动作。②“匪徒”逃跑至设置的躲避处。③“匪徒”冲向训练人员，若距离训练人员1.5米左右则执行模拟挥刀动作。

3)训练人员在“匪徒”冲杀过程中，开枪命中匪徒，匪徒会发出惨叫声，科目结束。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，包括机器人靶(1)、通信盒(2)、计算机(3)、无线语音采集器(4)；所述无线语音采集器(4)用于采集训练人员语音，并通过接收器连接至计算机(3)；所述计算机(3)中的识别软件识别控制指令和人员语音，将识别结果通过通信盒(2)发送至机器人靶(1)，以控制机器人靶(1)运行；所述机器人靶(1)根据控制指令和人员语音，通过运动模拟不同场景的训练科目，对训练人员进行训练。

2.根据权利要求1所述的一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，所述机器人靶(1)包括挥刀模拟机构(5)、立体人型靶(6)、腿部模拟支架(7)、车体(11)；所述车体(11)作为机器人靶(1)的动力平台，用于控制机器人靶(1)移动；车体(11)上方设置有腿部模拟支架(7)，所述腿部模拟支架(7)连接有立体人型靶(6)，立体人型靶(6)上安置有挥刀模拟机构(5)，所述挥刀模拟机构(5)用于模拟匪徒挥刀的动作。

3.根据权利要求2所述的一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，所述车体(11)上表面设置有凉亭结构(9)，所述凉亭结构(9)用于支撑立体人型靶(6)；所述凉亭结构(9)上方设置有图像识别跟踪器(8)，所述图像识别跟踪器(8)通过图像识别算法识别出训练人员信息，并能够在水平及垂直方向转动实时跟踪指定人员，识别训练人员的意图，以实现变化的运动路线及科目动作。

4.根据权利要求3所述的一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，所述图像识别跟踪器(8)识别出训练人员信息后，将对应于不同训练人员信息的预设指令发送至车体(11)和挥刀模拟机构(5)，所述车体(11)和挥刀模拟机构(5)中的电机接收指令后实施相应预设动作。

5.根据权利要求3所述的一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，激光雷达(10)设置于凉亭结构(9)下方，实现机器人靶在场地中的定位以及运动路径导航；同时，所述激光雷达(10)用于实现360度全方向避障及安全防撞。

6.根据权利要求5所述的一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，系统通过所述激光雷达(10)实时探测所述机器人靶(1)周围的障碍物，结合所述图像识别跟踪器(8)判断路径中的障碍物是物体还是训练人员；所述机器人靶(1)自动避障绕行，当障碍物在所述机器人靶(1)运行方向上较小距离时，会采取强行减速停车处置，防止对训练人员或训练场馆的伤害。

7.根据权利要求1所述的一种智能互动的射击训练机器人靶系统，其特征在于，所述机器人靶(1)上设置有喇叭(12)，在特定训练科目时，播放对应的场景音效，使训练现场环境声音更加贴近实际情况；根据训练的实际情况匪徒语音模拟警匪对话，当所述机器人靶(1)被命中后能够模拟人员惨叫的声音。