CN115265270B - 一种仿真射击的弓箭系统和弓箭射击的仿真方法 - Google Patents

Abstract

一种仿真射击的弓箭系统和弓箭射击的仿真方法，包括弓箭装置和仿真装置，该弓箭装置设有弓柄、弓弦、箭杆和筒体，该箭杆可滑动地穿设于筒体内且其末端设有通孔以供弓线穿过，箭杆上设有若干感应槽；所述弓箭装置还包括有测速传感器、瞄准传感器、主控模块和数据传输装置，该测速传感器检测所述箭杆的感应槽信息，该瞄准传感器实时检测所述箭杆的传感数据，该主控模块根据感应槽信息和传感数据分别计算得到离弦速度和离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置；该仿真装置根据欧拉角数据得到箭杆的仰角，并根据离弦速度和设定靶距对仰角进行修正，再根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆的飞行轨迹并确定中靶位置，大大增强了真实效果，体验感更佳。

Description

一种仿真射击的弓箭系统和弓箭射击的仿真方法

技术领域

本发明涉及射击仿真领域，特别是指一种仿真射击的弓箭系统和弓箭射击的仿真方法。

背景技术

目前，市场上的射箭体验，需要通过特定的场地和设备才可以体验到射箭训练的乐趣，这给人们带来了一定的不便，为了让人们可以在不同场合进行射箭娱乐和训练，出现了一种模拟射击的弓箭产品，其通常包括弓箭装置和仿真装置，通过采集弓箭装置的相关参数经仿真装置仿真箭杆的飞行轨迹并模拟中靶效果，使得用户既可以享受到接近于真实射箭的体验而不受场合的限制。

目前，模拟射击通常采用粗粒度的虚拟仿真，只在弓箭的拉力或者压力基础上进行粗略的凭经验的换算，原理类似古代的士兵可以拉开多少石的弓箭，就可以射多远的距离。采用这种方式是非常不准确的，它并没有考量箭矢的质量和箭矢真实的飞行速度以及飞行仰角等，欠缺了真实性，虚拟仿真的效果不是很好。有的虽然采用了多点采样，甚至测算力量值并转换为加速度，但由于采样的频率不够高，无法精确计算出加速度的准确数据，以及在加速度转换为速度的计算方面，由于采样的不够导致数据的失真很严重，造成虚拟现实的不真实性，用户体验感差。

也有采用加速度传感器来测试箭的加速度，再推算出箭的速度。这种方案需增加加速度的采样频率，才能尽可能的还原出箭的速度。待得到单位时间的加速度后，可使用积分累加算法最终得出箭的速度值，即采样频率要求较高，计算方法比较复杂；由于加速度传感器的性能限制，无法测得准确的数据，会达到其测试的数据上限。

在获取箭矢的角度方面，有使用六轴传感器或九轴传感器，其基本都只使用了传感器的三轴加速度计(同时测量加速度)和角速度传感器(即：陀螺仪)，用于测量角度，关注的重点是加速度和角速度；并且由于传感器并没有放在箭矢上或者弓弦上，并未测量到真实的加速度，甚至有的真实弓箭的射程比较远(弓弦的弹力比较大)，导致加速度传感器测量失败(超过基本测量的量程)。再者，由于使用的场景通常是平面的游戏(X-Y轴)，所以基本只是利用陀螺仪测角速度(Y轴偏角)，没有考量磁感应传感器(即：电子罗盘)基于Z轴的仰角(空间位置)，使得仿真存在失真。传统的角度定位需要用到极光陀螺仪或者光学基站或者多瞳摄像头，才能保证长时间使用中的角度得到校正，使用场景有限，需要提前布置设备和网络，不适合移动应用场景，大大增加了硬件的使用难度以及成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种仿真射击的弓箭系统和弓箭射击的仿真方法，大大增强了真实效果，体验感更佳。

本发明采用如下技术方案：

一种仿真射击的弓箭系统，包括弓箭装置和仿真装置，该弓箭装置设有弓柄、弓弦、箭杆和筒体，该弓弦两端与弓柄两端固定连接，该筒体固定于弓柄中部且其一端封闭，该箭杆可滑动地穿设于筒体内且其末端设有通孔以供弓线穿过，箭杆上设有若干感应槽；其特征在于：所述弓箭装置还包括有测速传感器、瞄准传感器、主控模块和数据传输装置，该测速传感器安装于筒体上以检测所述箭杆的感应槽信息，该瞄准传感器安装于筒体上以实时检测所述箭杆的传感数据，该主控模块与测速传感器、瞄准传感器和数据传输装置相连以根据感应槽信息和传感数据计算得到离弦速度和离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置；该仿真装置根据欧拉角数据得到箭杆的仰角，并根据离弦速度和设定靶距对仰角进行修正，再根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆的飞行轨迹并确定中靶位置。

优选的，所述测速传感器包括红外传感器，所述箭杆靠近末端设有若干个感应槽，该红外传感器安装于靠近所述筒体另一端的位置以检测感应槽信息，该主控模块与红外传感器相连以根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到所述离弦速度；或者，所述测速传感器采用霍尔传感器，所述箭杆的感应槽设有磁铁，通过霍尔传感器检测箭杆的感应槽信息，所述主控模块与霍尔传感器相连以根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到所述离弦速度。

优选的，所述瞄准传感器采用九轴传感器或六轴传感器和三轴地磁传感器或三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴地磁传感器，所述欧拉角数据包括有航向角、横滚角和俯仰角。

优选的，所述数据传输装置为蓝牙模块或WIFI模块或射频模块。

优选的，所述仿真装置为虚拟现实设备。

一种弓箭射击的仿真方法，其特征在于，应用于所述的一种仿真射击的弓箭系统中，包括如下步骤：

1)射箭时，通过测速传感器检测箭杆的感应槽信息，通过瞄准传感器检测箭杆的传感数据，主控模块根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到离弦速度，根据传感数据得到离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置；

2)仿真装置根据欧拉角数据得到箭杆的仰角，并根据离弦速度和设定的靶距对仰角进行修正；

3)仿真装置根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆的飞行轨迹并结合靶心的坐标确定中靶位置。

优选的，步骤1)中，所述瞄准传感器采用九轴融合算法，在瞄准传感器快速移动时采用陀螺仪的角度值进行运算，并在瞄准传感器低速运动中结合地磁计和加速计的参数进行校正，同时采用邻域滤波以及卡尔曼滤波来改进角度校正时的颠簸卡顿，得到所述传感数据。

优选的，步骤2)中，所述根据离弦速度和设定的靶距对仰角进行修正，具体为根据离弦速度和设定的靶距计算角度修正值angle2，再将角度修正值angle2与仰角angle1叠加得到所述修正后的仰角angle＝angle1+angle2。

优选的，设定箭杆的起始坐标(a1,a2)，靶心坐标(c1,c2)，箭杆的离弦速度为V，根据下式求解所述角度修正值angle2：

tan(angle2)＝(-b±(b^2-4*a*c)^0.5)/(2*a)

其中，a＝1/2*g*Δz^2/V^2，b＝Δz，c＝a–Δy，Δz为起始坐标和靶心坐标在Z轴上的差值且Δz＝c1-a1，Δy为起始坐标和靶心坐标在Y轴上的差值Δy＝c2-a2，g为重力加速度。

优选的，步骤3)中所述根据离弦速度和修正后的仰角仿真所述箭杆的飞行轨迹，具体为：设定箭杆的起始坐标(a1,a2),目标坐标(b1,b2)，飞行轨迹表达式参见如下：

b1＝Vz*t+a1

b2＝Vy*t+1/2*g*t^2+a2

其中，Vz为离弦速度V在z轴上分量且Vz＝V*cos(angle)，Vy离弦速度V在y轴上分量且Vy＝V*sin(angle)，V为箭杆的离弦速度，t为箭杆飞行的时间，angle为修正后的仰角，g为重力加速度。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中，在弓箭装置上设置测速传感器、瞄准传感器、主控模块和数据传输装置，通过测速传感器检测所述箭杆的感应槽信息，瞄准传感器实时检测箭杆的传感数据，主控模块根据感应槽信息和传感数据计算得到离弦速度和离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置，仿真装置根据欧拉角数据得到箭杆的仰角，并根据离弦速度和设定靶距对仰角进行修正，再根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆的飞行轨迹并确定中靶位置，大大增强了真实效果，体验感更佳。

2、本发明中，测速传感器采用红外传感器，箭杆靠近末端设有若干个感应槽，通过红外传感器检测感应槽信息，该主控模块根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到离弦速度，采用这种直接测量计算得到的离弦速度即为箭杆的真实飞行速度，数据准确，为后续的飞行轨迹算法奠定了良好的数据基础；在市场应用时，无需在弓弦或箭杆上增加其它辅助传感器配件，避免造成用户操作时的不适和箭杆飞行回收时的碰撞导致的不良，且红外传感器价格低廉，成本低，性价比高，经济效果明显。

3、本发明中，瞄准传感器采用九轴传感器获取箭杆离弦瞬间对应的瞄准角度数据，利用九轴融合算法在瞄准传感器快速移动时采用陀螺仪的角度值进行运算，并在瞄准传感器低速运动中结合地磁计和加速计的参数进行校正，同时采用邻域滤波以及卡尔曼滤波来改进角度校正时的颠簸卡顿得到传感数据，降低硬件成本和安装难度。

4、真实射箭中，在不同箭速，不同靶距下弓箭射出时的仰角都不一样，用户需要调整瞄准器以对准靶心，本发明为了模拟真实的射箭体验，仿真装置可根据箭杆的离弦速度和设定的靶距自动计算仰角修正值以对仰角进行修正，从而模拟出箭杆真实的飞行轨迹，大大增强了真实效果，且可作为专业训练的模拟器。

附图说明

图1为本发明弓箭装置结构图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明系统模块图

图4本发明方法流程图；

图5为本发明箭杆真实飞行角度分解图；

图6为本发明仿真装置的模拟的飞行轨迹示意图(10米)；

图7为本发明仿真装置的模拟的飞行轨迹示意图(20米)；

图8本发明仿真装置的模拟的飞行轨迹示意图(30米)；

其中：

10、弓柄，20、弓弦，30、箭杆，31、感应槽，32、通孔，40、筒体，50、测速传感器，60、瞄准传感器，70、主控模块，80、数据传输装置,90、仿真装置。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1-图3，一种仿真射击的弓箭系统，包括弓箭装置和仿真装置90，该弓箭装置设有弓柄10、弓弦20、箭杆30、筒体40、测速传感器50、瞄准传感器60、主控模块70和数据传输装置80等。该弓弦20两端与弓柄10两端固定连接。该筒体40固定于弓柄10中部，其为中空结构且其一端封闭，另一端设有开口。该箭杆30可滑动地穿设于筒体40内，且其末端位于筒体40外并设有通孔32以供弓线穿过，箭杆30靠近末端设有若干感应槽31，该若干个感应槽31为沿箭杆30长度方向排列,。

该测速传感器50安装于筒体40上以检测箭杆30的感应槽信息。具体的，测速传感器50包括红外传感器，该红外传感器可通过壳体固定于筒体40上且靠近筒体40另一端，筒体40上开设有对应的孔以让位红外传感器，该红外传感器的发射端和接收端朝向筒体40内部设置，利用发射端分别向箭杆30发射红外光，利用接收端接收反射信号，该发射信号为触发电平其通过比较电路整形后成为标准的高低电平信号，反馈时间间隔的精度达到0.01ms。箭杆30上的感应槽31外周涂有能吸收红外光的颜色或物质，例如黑色。即红外传感器发出的红外光射至感应槽31上时，可被吸收，则接收端接收不到反射信号，从而实现检测感应槽31。

本发明中，感应槽31的数量和距离间隔可根据需要设定，例如数量可为两个、三个甚至更多，优选为3个。利用红外传感器可检测到每个感应槽31经过的时间点，从而得到通过其中两个相邻感应槽31的时长T，T＝t1-t2，而相邻感应槽31的距离间隔S已知，因此，可根据V＝S/T计算得到箭杆30的离弦速度即箭杆30的真实飞行速度。实际应用中，测速传感器50也可采用霍尔传感器，则可在箭杆30的感应槽31设有磁铁，通过霍尔传感器可检测箭杆30的每个感应槽31经过的时间点，箭杆离弦速度的计算方法与红外传感器相同。

本发明利用红外传感器检测速度，不是根据测量的力量进行间接换算，也无需采用箭杆的质量来换算加速度；也避开了高频采样加速度并通过时间的积分转换为速度，采用这种直接测量方式得到的数据更为准确，性价比高，为后续的飞行轨迹算法奠定了良好的数据基础，同时，在市场应用时，无需在弓弦或箭杆上增加任何辅助传感器配件，避免造成用户操作时的不适和箭杆飞行回收时的碰撞导致的不良，且红外传感器价格低廉，成本低，经济效果明显！瞄准传感器60安装于筒体40上以实时检测箭杆30的传感数据。具体的，瞄准传感器60采用九轴传感器，获取X-Y-Z轴的数据，可包括有三轴加速度、三轴角速度、三轴磁场数据等，在箭杆30离弦的瞬间，获得对应的瞄准角度数据，为后续的飞行轨迹计算，提供真实的角度信息。实际应用中，瞄准传感器还可采用六轴传感器和三轴地磁传感器，或者采用三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴地磁传感器。

本发明中，考虑到全球各地用户的地磁不同造成的磁感应传感器原点位置的偏离(即：电子罗盘的复位，以保证在不同位置可以重新校准)。在计算重力角速度时，通过仰角可以分解出垂直方向的速度，这样在箭矢飞行的过程中，才有一个抛物线的完美飞行轨迹，更真实的反应了箭矢射出去的效果，虚拟现实(仿真)的效果才可以实现。

主控模块70与测速传感器50、瞄准传感器60和数据传输装置80相连，其可根据红外传感器获取检测到相邻感应槽31的时间间隔以及相邻感应槽31的距离间隔计算得到离弦速度，以及根据瞄准传感器60检测的传感数据进行处理后得到欧拉角数据，并通过数据传输装置80将离弦速度和欧拉角数据发送至仿真装置90。本发明中，主控模块70可采用STM32，欧拉角数据可包括有航向角、横滚角和俯仰角等。数据传输装置80为蓝牙模块或WIFI模块或射频模块等，优选为蓝牙模块(BK3431q)。

该仿真装置90根据欧拉角数据得到箭杆30的仰角，并根据离弦速度和设定靶距对仰角进行修正，再根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆30的飞行轨迹并确定中靶位置。本发明的仿真装置90为虚拟现实装置(VR)，其可接收来自数据传输装置80的发送的相关数据，并使用Unity3d来通过离弦速度和修正后的仰角来仿真箭杆30的飞行轨迹。

基于此，本发明还提出一种弓箭射击的仿真方法，应用于上述的一种仿真射击的弓箭系统中，参见图4，包括如下步骤：

1)射箭时，通过测速传感器50检测箭杆30的感应槽31，通过瞄准传感器60实时检测箭杆30的传感数据，主控模块70根据若干个感应槽31通过的时长以及距离间隔计算得到离弦速度，根据传感数据得到离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置90；

该步骤中，利用红外传感器可检测到每个感应槽31经过的时间点，从而得到通过其中两个相邻感应槽31的时长T，T＝t1-t2，而相邻感应槽31的距离间隔S已知，因此，主控模块70可根据V＝S/T计算得到离弦速度即箭的真实飞行速度。

瞄准传感器60采用九轴融合算法，在瞄准传感器60快速移动时采用陀螺仪的角度值进行运算，并在瞄准传感器60低速运动中结合地磁计和加速计的参数进行校正，同时采用邻域滤波以及卡尔曼滤波来改进角度校正时的颠簸卡顿，得到传感数据。主控模块70根据传感数据进行处理得到欧拉角数据，包括航向角、横滚角和俯仰角等。

其中，卡尔曼滤波就是让得到数据不停逼近实际数据的算法，其主要将状态变量与观测变量进行数据融合得到接近真实数据的数据，然后作为下一过程的状态变量，再与下一过程的观测变量进行融合，如此往复，最后的数据就会非常接近真实数据。

邻域滤波：空间域的平滑滤波一般采用简单平均法进行，就是求邻近像元点的平均亮度值。邻域的大小与平滑的效果直接相关，邻域越大平滑的效果越好，但邻域过大，平滑会使边缘信息损失的越大，从而使输出的图像变得模糊，因此需合理选择邻域的大小。

本发明对箭杆的飞行角度使用九轴传感器进行测量和计算，使用加速度计来检测重力方向；再使用加速度计和陀螺仪来得到更准确的设备和地平面的倾角，其中加速度对一般震动和机械噪声很敏感，使用陀螺仪来使加速度计的输出更平滑；但是陀螺仪会累计误差，这时使用磁力计来纠正垂直于地面这个轴向数据总是漂移的问题。

2)仿真装置90根据欧拉角数据得到箭杆30的仰角，并根据离弦速度和设定的靶距对仰角进行修正。

参见图5，假设矢量R是瞄准传感器60检测到的箭杆30的真实飞行角度。其中X轴为水平方向，Y轴为与水平方向垂直的方向，Z轴为轴向方向。X，Y，Z分别是矢量R与X轴、Y轴、Z轴的夹角；Rx、Ry、Rz分别是矢量R在X轴、Y轴、Z轴上的投影。则有

cosX＝cos(Axr)＝Rx/R

cosY＝cos(Ayr)＝Ry/R

cosZ＝cos(Azr)＝Rz/R

以上三个公式通常称作方向余弦，体现了单位向量r(长度为1的向量)和R向量具有相同的方向。并且还有如下关系式：

cos² X+cos² Y+cos² Z＝1

进一步的，Rxz为矢量R在XZ平面上的投影，Ryz为矢量R在YZ平面的上投影，Rxy为惯性力矢量R在XY平面的上投影。Ayz是矢量R在YZ平面上投影Ryz与Z轴的夹角，Axz为矢量R在XZ平面上投影Rxz与Z轴的夹角。本发明中，获取的角度是矢量R在YZ轴上的投影的夹角，即为仰角angle1＝Ayz。其中，Y轴为与水平方向垂直的方向即箭的水平飞行方向，Z轴为轴向方向即箭的竖直飞行方向。

真实射箭中，在不同箭速，不同靶距下箭杆30射出时的仰角都不一样，用户需要调整瞄准器以对准靶心。本发明中，为了模拟真实的射箭体验，仿真装置90可根据箭杆30的离弦速度和设定的靶距自动计算仰角修正值以对仰角进行修正。

本发明中，根据离弦速度和设定的靶距计算角度修正值angle2，再将角度修正值angle2与仰角angle1叠加得到修正后的仰角angle＝angle1+angle2。

设定箭杆30的起始坐标(a1,a2)，靶心坐标(c1,c2)，箭杆30的离弦速度为V，

则有如下关系式：

Δz＝c1-a1；

Δy＝c2-a2；

Vz＝V*cos(angle2)；

Vy＝V*sin(angle2)；

Vy*t+1/2*g*t^2＝Δy；

Vz*t＝Δz；

t＝Δz/Vz；

其中，Δz为起始坐标和靶心坐标在z轴上的坐标差值；Δy为起始坐标和靶心坐标在Y轴上的坐标差值；Vz为V在Z轴方向上的速度分量；Vy为V在Y轴方向上的速度分量；g为重力加速度。

满足如下关系式：

(V*sin(angle2))*Δx/(V*cos(angle2))+1/2*g*Δz^2/(V^2*cos(angle2)^2)＝Δy

tan(angle2)*Δz+1/2*g*Δz^2/(V^2*cos(angle2)^2)＝Δy

进一步得到：

tan(angle2)*Δz+1/2*g*(Δz^2/V^2)*(1+tan(angle2)^2)＝Δy。设a＝1/2*g*Δz^2/V^2，b＝Δz，c＝a–Δy，则有：

tan(angle2)＝(-b±(b^2-4*a*c)^0.5)/(2*a)

令d＝tan(angle2)，则angle2＝arctan(d)。

3)仿真装置90根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆30的飞行轨迹并结合靶心的坐标确定中靶位置。

根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆30的飞行轨迹，具体为：设定箭杆30的起始坐标(a1,a2),目标坐标(b1,b2)，则有如下关系式：

Vz＝V*cos(angle)

Vy＝V*sin(angle)

Vy*t+1/2*g*t^2＝Δy

Vz*t＝Δz

则飞行轨迹表达式参见如下：

b1＝Vz*t+a1

b2＝Vy*t+1/2*g*t^2+a2

其中，V为箭杆30的离弦速度，Vz为离弦速度V在z轴上分量，Vy离弦速度V在y轴上分量，t为箭杆30飞行的时间，angle为修正后的仰角，g为重力加速度。

该步骤中仿真装置90将箭杆30的飞行轨迹仿真出来，再与空间场景中的靶心坐标(如靶子等)进行关联，即得到中靶位置，并做出箭杆30飞行射中靶心的效果，参见图6-图8。本发明的仿真装置还设有联网互动的功能，以使用户可以在任意场所，跨越空间和朋友来一场射箭比赛。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种仿真射击的弓箭系统，包括弓箭装置和仿真装置，该弓箭装置设有弓柄、弓弦、箭杆和筒体，该弓弦两端与弓柄两端固定连接，该筒体固定于弓柄中部且其一端封闭，该箭杆可滑动地穿设于筒体内且其末端设有通孔以供弓线穿过，箭杆上设有若干感应槽；其特征在于：所述弓箭装置还包括有测速传感器、瞄准传感器、主控模块和数据传输装置，该测速传感器安装于筒体上以检测所述箭杆的感应槽信息，该瞄准传感器安装于筒体上以实时检测所述箭杆的传感数据，该主控模块与测速传感器、瞄准传感器和数据传输装置相连以根据感应槽信息和传感数据计算得到离弦速度和离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置；该仿真装置根据欧拉角数据得到箭杆的仰角，并根据离弦速度和设定靶距对仰角进行修正，再根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆的飞行轨迹并确定中靶位置；

所述根据离弦速度和设定的靶距对仰角进行修正，具体为根据离弦速度和设定的靶距计算角度修正值angle2，设定箭杆的起始坐标(a1,a2)，靶心坐标(c1,c2)，箭杆的离弦速度为V，根据下式求解所述角度修正值angle2：

tan(angle2)＝(-b±(b^2-4*a*c)^0.5)/(2*a)

其中，a＝1/2*g*Δz^2/V^2，b＝Δz，c＝a–Δy，Δz为起始坐标和靶心坐标在Z轴上的差值且Δz＝c1-a1，Δy为起始坐标和靶心坐标在Y轴上的差值Δy＝c2-a2，g为重力加速度；

再将角度修正值angle2与仰角angle1叠加得到所述修正后的仰角angle＝angle1+angle2。

2.如权利要求1所述的一种仿真射击的弓箭系统，其特征在于：所述测速传感器包括红外传感器，该红外传感器安装于靠近所述筒体另一端的位置以检测感应槽信息，该主控模块与红外传感器相连以根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到所述离弦速度；或者，所述测速传感器采用霍尔传感器，所述箭杆的感应槽设有磁铁，通过霍尔传感器检测箭杆的感应槽信息，所述主控模块与霍尔传感器相连以根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到所述离弦速度。

3.如权利要求1所述的一种仿真射击的弓箭系统，其特征在于：所述瞄准传感器采用九轴传感器，所述欧拉角数据包括有航向角、横滚角和俯仰角。

4.如权利要求1所述的一种仿真射击的弓箭系统，其特征在于：所述数据传输装置为蓝牙模块或WIFI模块或射频模块。

5.如权利要求1所述的一种仿真射击的弓箭系统，其特征在于：所述仿真装置为虚拟现实设备。

6.一种弓箭射击的仿真方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项所述的一种仿真射击的弓箭系统中，包括如下步骤：

1)射箭时，通过测速传感器检测箭杆的感应槽信息，通过瞄准传感器实时检测箭杆的传感数据，主控模块根据若干个感应槽通过的时长以及距离间隔计算得到离弦速度，根据传感数据得到离弦时的欧拉角数据并发送至仿真装置；

2)仿真装置根据欧拉角数据得到箭杆的仰角，并根据离弦速度和设定的靶距对仰角进行修正；

3)仿真装置根据离弦速度和修正后的仰角仿真箭杆的飞行轨迹并结合靶心的坐标确定中靶位置。

7.如权利要求6所述的一种弓箭射击的仿真方法，其特征在于，步骤1)中，所述瞄准传感器采用九轴融合算法，在瞄准传感器快速移动时采用陀螺仪的角度值进行运算，并在瞄准传感器低速运动中结合地磁计和加速计的参数进行校正，同时采用邻域滤波以及卡尔曼滤波来改进角度校正时的颠簸卡顿，得到所述传感数据。

8.如权利要求6所述的一种弓箭射击的仿真方法，其特征在于：步骤3)中所述根据离弦速度和修正后的仰角仿真所述箭杆的飞行轨迹，具体为：设定箭杆的起始坐标(a1,a2),目标坐标(b1,b2)，飞行轨迹表达式参见如下：

b1＝Vz*t+a1

b2＝Vy*t+1/2*g*t^2+a2

其中，Vz为离弦速度V在z轴上分量且Vz＝V*cos(angle)，Vy离弦速度V在y轴上分量且Vy＝V*sin(angle)，V为箭杆的离弦速度，t为箭杆飞行的时间，angle为修正后的仰角，g为重力加速度。