CN115826763B - 一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统及方法，涉及虚拟现实技术领域。为了解决无法做到环境与声音的融合，导致虚拟训练过程中作战人员无法做出准确判断的问题；一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，包括特种作战管理平台、特种作战仿真平台和用于所述特种作战仿真平台的特种作战仿真模拟终端；通过视觉、声音、动感等各种物理效应使作战人员有身临其境的操作体验，并通过声音或动感指导和提示战士，使作战人员可以浸入生成的虚拟环境，直接观察周围环境及事物的内在变化，并能与之发生交互作用，使作战人员和计算机很好地融为一体，具有真实感强、危险小、效率高、费用低和不受其他因素限制的特点。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统及方法。
背景技术
随着社会现代化水平的提高，以三维、沉浸感的逼真输出为标志的虚拟现实技术也逐渐被应用到军事领域。关于虚拟现实的作战仿真模拟系统，已有相关专利，比如公开号为CN113053205A的中国专利公开了一种基于虚拟现实VR的空战对抗虚拟训练系统，包括：飞行教控管理分系统和多个模拟器；其中，飞行教控管理分系统，用于根据训练科目、机型、地图选择、环境设置信息，生成训练场景；模拟器包括：飞行训练平台分系统用于接收飞行教控管理分系统发送的训练场景；飞行性能仿真分系统根据选择的机型信息运行对应的飞行性能仿真模型，以使受训学员通过操作系统控制飞机速度、高度和姿态；显示分系统用于显示训练平台模型和仪表的运行状态信息；运动平台用于接收飞行训练平台分系统发送的飞行状态参数，并根据飞行状态参数产生动感。
上述专利虽然提高了真实度，沉浸感强，但仍存在以下几点问题：
1、现有技术中，无法将个人的作战信息与团队作战信息进行综合评测，导致无法针对性的对作战人员制定训练计划，无法细致了解作战人员的各方面能力与缺陷；
2、现有技术中，无法做到环境与声音的融合，导致虚拟训练过程中作战人员无法做出准确判断，且无法根据实际情况进行调整，导致训练虚拟场景与现实环境存在差异，影响作战人员的实际作战。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统及方法，具有真实感强、危险小、效率高、费用低和不受其他因素限制的特点，同时系统操作简单，功能齐全，性能强、可扩展更多功能；系统业务清晰明了，人性化的人机交互界面；内容丰富多彩，色彩柔和、权限分明，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，包括：
特种作战管理平台，用于采集作战人员的操作数据，并将所述作战人员的作战数据及视频进行分析，通过计算得到综合测评结果，并基于所述综合测评结果进行表格化呈现；
特种作战仿真平台，用于根据作战训练科目、作战解决方案、人物确定、位置确定、地图选择、环境设置信息生成特种作战虚拟场景，并基于所述特种作战虚拟场景匹配背景音乐；
特种作战仿真模拟终端，用于接收所述特种作战仿真平台生成的所述特种作战虚拟场景，作战人员根据需要选择的对应的作战武器仿真模型；
特种作战仿真模拟终端，还用于获取作战武器的位置信息、姿态信息、抓握度信息和弹道信息，并根据所述位置信息、姿态信息、抓握度信息和弹道信息实现特种作战虚拟场景和作战武器的变换及运行;
所述特种作战仿真平台中，根据作战训练科目、作战解决方案、人物确定、位置确定、地图选择、环境设置信息生成特种作战虚拟场景，包括：
特种作战虚拟场景构建模块，用于：
根据作战训练科目以及作战解决方案确定作战特征，并根据作战特征搭建第一虚拟界面；
基于作战位置调取目标地图，并根据目标地图的地图特征确定作战训练科目对应的环境参数，同时，将环境参数、目标地图以及作战位置在第一虚拟界面中进行加载，得到第二虚拟界面；
读取虚拟人物，获得虚拟人物的人物特征，并根据虚拟人物的人物特征构建第三虚拟界面；
将第二虚拟界面与第三虚拟界面进行叠加，获得第四虚拟界面；
特种作战虚拟场景构建模块，用于将第四虚拟界面进行三维模型构建，并基于构建结果生成第一特种作战虚拟场景；
流畅验证模块，用于：
在第一特种作战虚拟场景中进行预模拟，获得模拟帧集，建立模拟帧循环列表，并基于模拟帧循环列表将模拟帧集进行循环播放，获得模拟帧集中存在的延时模拟帧，并确定每一个延时模拟帧对应的延时时长；
基于延时模拟帧以及延时模拟帧对应的延时时长评估第一特种作战虚拟场景的流畅程度，并获得评估分值；
将评估分值与预设评估阈值进行比较，判断第一特种作战虚拟场景是否需要进行场景优化；
其中，当评估分值等于或大于预设评估阈值，则判定第一特种作战虚拟场景不需要进行场景优化，且为第一特种作战虚拟场景匹配背景音乐；
否则，则判定第一特种作战虚拟场景需要进行场景优化；
优化模块，用于当第一特种作战虚拟场景需要进行场景优化时，根据评估分值以及预设评估阈值的目标差值确定场景优化标准，并根据场景优化标准设定优化策略；
基于优化策略对第一特种作战虚拟场景进行场景优化，并基于优化结果生成第二特种作战虚拟场景，且为第二特种作战虚拟场景匹配背景音乐。
进一步地，所述特种作战管理平台包括：
数据读取单元，用于对作战人员的操作数据、作战数据及视频数据进行读取，确定获取到的所述作战人员的数据类型，根据所述作战人员的数据类型在数据库中匹配对应的数据样本；
数据分类单元，用于获取所述数据样本并基于所述数据类型确定分类标识，同时，将所述分类标识输入至预设神经网络中进行学习，确定所述分类表示的分类表达；
数据分析单元，用于基于所述分类标识确定所述数据的分析模型，将所述作战人员的操作数据、作战数据及视频数据输入至对应的分析模型中进行计算，得到计算结果，确定综合评测数值。
进一步地，所述数据分析单元，还用于：
获取综合评测的进展程度，根据所述综合评测的进展程度，在所述综合评测完成后调取所述作战人员的关联信息，所述关联信息包括：历史评测记录数据信息、心理评估数据信息和综合评测数据信息；
将所述关联信息填充到图表模板中得到所述作战人员的综合评测图表；其中，在所述作战人员的综合评测图表中针对异常数据进行突出显示，在所述作战人员的综合评测图表中，当调取任一作战的数据时，则将关联信息单独以图表形式呈现。
进一步地，所述特种作战仿真平台，包括：
环境模拟单元，用于提供个人训练事件模型和团队训练事件模型，获取预设环境数据库中的天气模拟数据和光源模拟数据，设置所述事件模型发生时的天气晴、雨、雾、雪状况；
声音模拟单元，用于获取所述事件模型中匹配的天气模拟数据中携带的声音变量数据，所述声音变量数据包括：武器的状态信息和弹头出膛的声音；
人物模拟单元，用于构建人物外观、人物表情和人物动作数据；
方案生成单元，用于基于所述虚拟环境、虚拟声音和虚拟人物生成虚拟情景，并基于所述虚拟情景建立情景标签，基于不少与一个的所述情景标签确定特征提取的顺序，建立排队队列并进行显示。
进一步地，所述虚拟场景建立情景标签，具体为：
对所述虚拟情景进行解析，确定情景数据的数据类型，根据情景数据的数据类型，将所述数据类型数值化，确定情景标签的数值范围，基于所述数据类型数值将虚拟情景与情景标签相匹配，确定目标区域；
获取所述目标区域内字体的大小、水平方向上相邻字体的第一间隔距离及垂直方向上相邻字体的第二间隔距离，并对所述目标区域进行分割处理，在分割处理后，对所述目标区域内的文字进行识别，根据识别结果确定情景标签。
进一步地，所述特种作战仿真模拟终端，包括：
作战人员管理单元，用于获取作战人员的注册信息，同时，负责所述作战人员的注册信息的添加、修改和删除；
基于所述注册信息生成空白数据包，并将所述作战人员的作战信息与所述注册信息一一对应输入至所述空白数据包中；
作战人员监测单元，用于获取所述作战人员的操作数据、定位数据及作战人员的面部视频数据。
进一步地，所述特种作战仿真模拟终端，还包括：
武器装备监测单元，用于获取所述作战人员的武器装备种类及所述武器配备的辅助装备，同时，基于所述作战人员的操作数据对弹夹内的子弹进行自动减少与填充。
进一步地，所述特种作战仿真平台中，基于环境设置信息确定特种作战虚拟场景时，确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度，具体包括：
等级确认模块，用于获取低能见度等级，其中，低能见度等级分为第一等级、第二等级以及第三等级；
第一计算模块，用于根据低能见度等级，计算低能见度等级对应的能见度强度；
其中，表示低能见度等级为h级时的能见度强度；h表示能见度等级，且；表示误差因子，且取值范围为（0，1）；表示低能见度等级为h级时的能见度均值；表示低能见度等级为h级时对应水平能见度范围的中间值；表示低能见度等级为h级时对应的最大能见度；
第二计算模块，用于获取设定统计周期，并根据设定统计周期统计低能见度等级对应的低能见度所占天数，并根据如下公式计算低能见度等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例；
其中，表示当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例；表示低能见度等级为h级时所占天数；
第三计算模块，用于低能见度等级对应的能见度强度以及当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，计算低能见度的影响指数；
其中，表示低能见度的影响指数；表示调整系数，且取值为20；
危险程度确认模块，用于:
将低能见度的影响指数与预设影响阈值进行比较，确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度；
其中，当低能见度的影响指数小于预设影响阈值时，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为低等；
当低能见度的影响指数等于预设影响阈值时，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为中等；
否则，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为高等；
设置模块，用于将特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度在特种作战虚拟场景中进行添加，完成特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的不同危险程度的设置。
进一步地，所述武器装备监测单元，包括：
装备生成模块，用于获取所述作战武器仿真模型的武器类型，获取所述武器类型的关联装备，所述关联装备弹夹、枪托、消音器；基于所述武器类型与关联装备确定所述作战武器仿真模型的伤害指数；
装备实战模块，用于基于所述伤害指数通过物理仿真计算所述作战人员的操作数据与所述作战武器仿真模型的作战方位，计算所述作战武器仿真模型中的弹道是否命中虚拟目标；
若是，则基于命中概率再次判断是否向所述作战人员发送命中指令；若再次判定为命中，则生成所述命中指令，并向所述作战人员发送所述命中指令。
本发明提供另一种技术方案，一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟方法，包括以下步骤：
步骤一：在特种作战仿真模拟终端登录作战人员个人信息，确定所述特种作战仿真模拟终端与作战人员一一对应；
步骤二：根据作战需要在特种作战仿真平台选择所要进行模拟训练的特种作战虚拟场景，并根据特种作战仿真模拟终端的移动变化在特种作战仿真模拟终端显示；
步骤三：特种作战管理平台根据作战人员的操作数据和作战数据进行分析评测，并将个人的评测结果以表格的形式呈现。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过在作战人员进行位置变换、姿态变换的同时，对武器的姿态及位置进行对应调整，同时通过特种作战管理平台进行特种作战仿真模拟终端之间的交互，提供了支持决策点和其它仿真模型一体化开发和运行的仿真基础环境，为战斗方案仿真实验决策控制提供了新的支撑手段，建立特种作战标准化管理平台，为中国特战部队训练科技化、技术化和可视化添砖加瓦。
2.通过在训练过程中，采集作战人员的操作数据作战数据及视频数据，并进行分析，得出客观公正的测评结果，作为作战人员进一步提高改进的科学依据，为作战人员制定针对性强的训练计划，方便特种部队管理人员科学有效的管理作战人员，及时了解作战人员的优势和劣势，为日后的特种作战方案的作战人员进行合理化分配，提高了特种作战优势。
3.通过视觉、声音、动感等各种物理效应使作战人员有身临其境的操作体验，并通过声音或动感指导和提示战士，使作战人员可以浸入生成的虚拟环境，直接观察周围环境及事物的内在变化，并能与之发生交互作用，使作战人员和计算机很好地融为一体，具有真实感强、危险小、效率高、费用低和不受其他因素限制的特点，且系统操作简单，功能齐全，性能强、可扩展更多功能。
4.通过构建第一虚拟界面，从而实现对虚拟界面的初始搭建，通过将环境参数、目标地图以及作战位置在第一虚拟界面中进行加载，从而丰富了第一虚拟界面，生成第二虚拟界面，通过对虚拟人物的人物特征可以有效搭建第三虚拟界面，通过将第二虚拟界面与第三虚拟界面进行叠加，从而确定第四虚拟界面，提高了虚拟界面的充实性，通过将第四虚拟界面进行三维模拟构建，提高了第一特种作战虚拟场景的生成的可视化，通过对第一特种作战虚拟场景的流畅程度进行评估，从而保障了特种作战虚拟场景的流畅度，提高作战人员使用体验度。
5.通过在基于环境设置信息确定特种作战虚拟场景时，通过确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度的情况下，确定低能见度等级，并根据低能见度等级计算对应的能见度强度以及低能见度等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，且基于低能见度等级对应的能见度强度以及当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，准确计算低能见度的影响指数，从而通过低能见度的影响指数确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度，从而将特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度在特种作战虚拟场景中进行添加，完成特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的不同危险程度的设置，提高了特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下构建的真实性，同时，通过危险程度提高作战人员选择的有效性。
附图说明
图1为本发明的基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统模块图；
图2为本发明的特种作战管理平台模块图；
图3为本发明的特种作战仿真平台模块图；
图4为本发明的特种作战仿真模拟终端模块图；
图5为本发明的基于虚拟现实的特种作战仿真模拟方法流程图。
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。
为了解决现有技术中，无法将个人的作战信息与团队作战信息进行综合评测，无法细致了解作战人员的各方面能力与缺陷的技术问题，请参阅图1，本实施例提供以下技术方案：
一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，包括：
所述特种作战管理平台，用于采集作战人员的操作数据，并将所述作战人员的作战数据及视频进行分析，通过计算得到综合测评结果，并基于所述综合测评结果进行表格化呈现；所述特种作战仿真平台，用于根据作战训练科目、作战解决方案、人物确定、位置确定、地图选择、环境设置信息生成特种作战虚拟场景，并基于所述特种作战虚拟场景匹配背景音乐；所述特种作战仿真模拟终端，用于接收所述特种作战仿真平台生成的所述特种作战虚拟场景，作战人员根据需要选择的对应的作战武器仿真模型；所述特种作战仿真模拟终端，还用于获取作战武器的位置信息、姿态信息、抓握度信息和弹道信息，并根据所述位置信息、姿态信息、抓握度信息和弹道信息实现特种作战虚拟场景和作战武器的变换及运行。
具体的，通过在作战人员进行位置变换、姿态变换的同时，对武器的姿态及位置进行对应调整，同时通过特种作战管理平台进行特种作战仿真模拟终端之间的交互，提供了支持决策点和其它仿真模型一体化开发和运行的仿真基础环境，具有任务解析、指令发布、模型调度、态势监控、仿真控制等功能；它构成了指挥决策、行动仿真、态势生成、态势判断的往复循环，具有复杂对抗场景的仿真支持能力，为战斗方案仿真实验决策控制提供了新的支撑手段，建立特种作战标准化管理平台，为中国特战部队训练科技化、技术化和可视化添砖加瓦。
为了解决现有技术中，无法针对性的对作战人员制定训练计划，无法细致了解作战人员的各方面能力与缺陷的技术问题，请参阅图1-2，本实施例提供以下技术方案：
特种作战管理平台包括数据读取单元，用于对作战人员的操作数据、作战数据及视频数据进行读取，确定获取到的所述作战人员的数据类型，根据所述作战人员的数据类型在数据库中匹配对应的数据样本；数据分类单元，用于获取所述数据样本并基于所述数据类型确定分类标识，同时，将所述分类标识输入至预设神经网络中进行学习，确定所述分类表示的分类表达；数据分析单元，用于基于所述分类标识确定所述数据的分析模型，将所述作战人员的操作数据、作战数据及视频数据输入至对应的分析模型中进行计算，得到计算结果，确定综合评测数值；
数据分析单元，还用于获取综合评测的进展程度，根据所述综合评测的进展程度，在所述综合评测完成后调取所述作战人员的关联信息，所述关联信息包括：历史评测记录数据信息、心理评估数据信息和综合评测数据信息；将所述关联信息填充到图表模板中得到所述作战人员的综合评测图表；其中，在所述作战人员的综合评测图表中针对异常数据进行突出显示，在所述作战人员的综合评测图表中，当调取任一作战的数据时，则将关联信息单独以图表形式呈现。
具体的，通过在训练过程中，采集作战人员的操作数据作战数据及视频数据，并进行分析，得出客观公正的测评结果，作为作战人员进一步提高改进的科学依据，通过在作战人员的综合评测图表中针对异常数据进行突出显示，从而提高对异常数据的敏感性，使得特战部队管理人员能够更加容易得在作战人员的综合评测图表中获取有效信息，为作战人员制定针对性强的训练计划，方便特种部队管理人员科学有效的管理作战人员，及时了解作战人员的优势和劣势，为日后的特种作战方案的作战人员进行合理化分配，提高了特种作战优势。
为了解决现有技术中，无法做到环境与声音的融合，导致虚拟训练过程中作战人员无法做出准确判断的技术问题，请参阅图3，本实施例提供以下技术方案：
特种作战仿真平台，包括环境模拟单元，用于提供个人训练事件模型和团队训练事件模型，获取预设环境数据库中的天气模拟数据和光源模拟数据，设置所述事件模型发生时的天气晴、雨、雾、雪状况；声音模拟单元，用于获取所述事件模型中匹配的天气模拟数据中携带的声音变量数据，所述声音变量数据包括：武器的状态信息和弹头出膛的声音；人物模拟单元，用于构建人物外观、人物表情和人物动作数据；方案生成单元，用于基于环境模拟、声音模拟和人物模拟生成虚拟情景，并基于所述虚拟情景建立情景标签，基于不少与一个的所述情景标签确定特征提取的顺序，建立排队队列并进行显示；
虚拟场景建立情景标签，具体为对所述虚拟情景进行解析，确定情景数据的数据类型，根据情景数据的数据类型，将所述数据类型数值化，确定情景标签的数值范围，基于所述数据类型数值将虚拟情景与情景标签相匹配，确定目标区域；获取所述目标区域内字体的大小、水平方向上相邻字体的第一间隔距离及垂直方向上相邻字体的第二间隔距离，并对所述目标区域进行分割处理，在分割处理后，对所述目标区域内的文字进行识别，根据识别结果确定情景标签。
具体的，通过环境模拟单元、声音模拟单元和作战人员物模拟单元进行环境、声音和人物的模拟，通过视觉、声音、动感等各种物理效应使作战人员有身临其境的操作体验，并通过声音或动感指导和提示战士，综合计算机图形技术、计算机仿真技术、传感技术、显示技术等多种高科技的最新成果，使作战人员可以浸入生成的虚拟环境，直接观察周围环境及事物的内在变化，并能与之发生交互作用，使作战人员和计算机很好地融为一体，具有真实感强、危险小、效率高、费用低和不受其他因素限制的特点，且系统操作简单，功能齐全，性能强、可扩展更多功能。
为了解决现有技术中，无法根据实际情况进行调整，导致训练虚拟场景与现实环境存在差异，影响作战人员的实际作战的技术问题，请参阅图4，本实施例提供以下技术方案：
特种作战仿真模拟终端，包括作战人员管理单元，用于获取作战人员的注册信息，同时，负责所述作战人员的注册信息的添加、修改和删除；基于所述注册信息生成空白数据包，并将所述作战人员的作战信息与所述注册信息一一对应输入至所述空白数据包中；作战人员监测单元，用于获取所述作战人员的操作数据、定位数据及作战人员的面部视频数据；武器装备监测单元，用于获取所述作战人员的武器装备种类及所述武器配备的辅助装备，同时，基于所述作战人员的操作数据对弹夹内的子弹进行自动减少与填充；
武器装备监测单元，包括装备生成模块，用于获取所述作战武器仿真模型的武器类型，获取所述武器类型的关联装备，所述关联装备弹夹、枪托、消音器；基于所述武器类型与关联装备确定所述作战武器仿真模型的伤害指数；装备实战模块，用于基于所述伤害指数通过物理仿真计算所述作战人员的操作数据与所述作战武器仿真模型的作战方位，计算所述作战武器仿真模型中的弹道是否命中虚拟目标；若是，则基于命中概率再次判断是否向所述作战人员发送命中指令；若再次判定为命中，则生成所述命中指令，并向所述作战人员发送所述命中指令。
具体的，一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，所述特种作战仿真平台中，根据作战训练科目、作战解决方案、人物确定、位置确定、地图选择、环境设置信息生成特种作战虚拟场景，包括：
特种作战虚拟场景构建模块，用于：
根据作战训练科目以及作战解决方案确定作战特征，并根据作战特征搭建第一虚拟界面；
基于作战位置调取目标地图，并根据目标地图的地图特征确定作战训练科目对应的环境参数，同时，将环境参数、目标地图以及作战位置在第一虚拟界面中进行加载，得到第二虚拟界面；
读取虚拟人物，获得虚拟人物的人物特征，并根据虚拟人物的人物特征构建第三虚拟界面；
将第二虚拟界面与第三虚拟界面进行叠加，获得第四虚拟界面；
特种作战虚拟场景构建模块，用于将第四虚拟界面进行三维模型构建，并基于构建结果生成第一特种作战虚拟场景；
流畅验证模块，用于：
在第一特种作战虚拟场景中进行预模拟，获得模拟帧集，建立模拟帧循环列表，并基于模拟帧循环列表将模拟帧集进行循环播放，获得模拟帧集中存在的延时模拟帧，并确定每一个延时模拟帧对应的延时时长；
基于延时模拟帧以及延时模拟帧对应的延时时长评估第一特种作战虚拟场景的流畅程度，并获得评估分值；
将评估分值与预设评估阈值进行比较，判断第一特种作战虚拟场景是否需要进行场景优化；
其中，当评估分值等于或大于预设评估阈值，则判定第一特种作战虚拟场景不需要进行场景优化，且为第一特种作战虚拟场景匹配背景音乐；
否则，则判定第一特种作战虚拟场景需要进行场景优化；
优化模块，用于当第一特种作战虚拟场景需要进行场景优化时，根据评估分值以及预设评估阈值的目标差值确定场景优化标准，并根据场景优化标准设定优化策略；
基于优化策略对第一特种作战虚拟场景进行场景优化，并基于优化结果生成第二特种作战虚拟场景，且为第二特种作战虚拟场景匹配背景音乐。
该实施例中，作战特征可以是基于作战训练科目以及作战解决方案确定的对作战类型、作战方式以及作战地理等特征。
该实施例中，第一虚拟界面可以是搭载的初始界面，是根据作战特征确定的界面，可以是通过作战特征在预设数据库中匹配界面示例（可以提高第一虚拟界面搭建的效率），从而完成对第一虚拟界面的搭建。
该实施例中，第二虚拟界面可以是将环境参数、目标地图以及作战位置加载至第一虚拟界面后，完成对第一虚拟界面的补充，从而形成第二虚拟界面。
该实施例中，第三虚拟界面可以是基于虚拟人物以及虚拟人物的人物特征（包括：性别、所佩戴器械以及人物的战斗力等）进行虚拟构建，确定第三虚拟界面。
该实施例中，第四虚拟界面可以是将第二虚拟界面与第三虚拟界面进行叠加后获得的界面，为最终的虚拟界面。
该实施例中，模拟帧集可以特种作战虚拟场景在进行运行时的人物环境等的动作在显示画面中对应的关键帧的集合。
该实施例中，模拟帧循环列表例如可以是循环函数，用来对第一特种作战虚拟场景进行循环播放的函数。
该实施例中，延时模拟帧可以是在模拟帧集中存在延时情况的模拟帧。
该实施例中，基于延时模拟帧以及延时模拟帧对应的延时时长评估第一特种作战虚拟场景的流畅程度可以是当延时模拟帧越多，延时时长越长则第一特种作战虚拟场景的流畅程度越低，则评估分值越低，否则，则第一特种作战虚拟场景的流程长度越高，则评估分值越高。
该实施例中，场景优化标准可以是根据评估分值以及预设评估阈值的目标差值确定的，用来表征第一特种作战虚拟场景需要优化的尺度。
该实施例中，优化策略可以是根据目标差值设定的减少延时虚拟帧的个数以及减少延时虚拟帧的延时时长的策略，例如可以是提高读取后台特种作战虚拟场景的刷新频率。
该实施例中，第一特种作战虚拟场景可以是无需优化的特种作战虚拟场景；第二特种作战虚拟场景可以是优化后的特种作战虚拟场景。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过构建第一虚拟界面，从而实现对虚拟界面的初始搭建，通过将环境参数、目标地图以及作战位置在第一虚拟界面中进行加载，从而丰富了第一虚拟界面，生成第二虚拟界面，通过对虚拟人物的人物特征可以有效搭建第三虚拟界面，通过将第二虚拟界面与第三虚拟界面进行叠加，从而确定第四虚拟界面，提高了虚拟界面的充实性，通过将第四虚拟界面进行三维模拟构建，提高了第一特种作战虚拟场景的生成的可视化，通过对第一特种作战虚拟场景的流畅程度进行评估，从而保障了特种作战虚拟场景的流畅度，提高作战人员使用体验度。
具体的，一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，所述特种作战仿真平台中，基于环境设置信息确定特种作战虚拟场景时，确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度，具体包括：
等级确认模块，用于获取低能见度等级，其中，低能见度等级分为第一等级、第二等级以及第三等级；
第一计算模块，用于根据低能见度等级，计算低能见度等级对应的能见度强度；
其中，表示低能见度等级为h级时的能见度强度；h表示能见度等级，且；表示误差因子，且取值范围为（0，1）；表示低能见度等级为h级时的能见度均值；表示低能见度等级为h级时对应水平能见度范围的中间值；表示低能见度等级为h级时对应的最大能见度；
第二计算模块，用于获取设定统计周期，并根据设定统计周期统计低能见度等级对应的低能见度所占天数，并根据如下公式计算低能见度等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例；
其中，表示当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例；表示低能见度等级为h级时所占天数；
第三计算模块，用于低能见度等级对应的能见度强度以及当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，计算低能见度的影响指数；
其中，表示低能见度的影响指数；表示调整系数，且取值为20；
危险程度确认模块，用于:
将低能见度的影响指数与预设影响阈值进行比较，确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度；
其中，当低能见度的影响指数小于预设影响阈值时，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为低等；
当低能见度的影响指数等于预设影响阈值时，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为中等；
否则，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为高等；
设置模块，用于将特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度在特种作战虚拟场景中进行添加，完成特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的不同危险程度的设置。
该实施例中，能见度强度可以是用于表征特种作战虚拟场景当前环境中可视程度的大小，与能见度成正比，其中，能见度越大，能见度强度越高。
该实施例中，第一等级的等级描述可以是不良能见度，第二等级的等级描述可以是低能见度，第三等级的等级描述可以是恶劣能见度。
该实施例中，表示低能见度等级为h级时对应水平能见度范围的中间值，例如，当低能见度等级为第一等级时（不良能见度），其不良能见度的水平能见度范围为（2，4Km），因此，中间值即为3。
该实施例中，设定统计周期可以是提前设定好的，比如统计周期为一个月、一年，同时，对能见度的观测数据时基于实际观测确定的，用来提高特种作战虚拟场景的构建的真实性。
该实施例中，预设影响阈值可以是提前设定好的，用来衡量特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：通过在基于环境设置信息确定特种作战虚拟场景时，通过确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度的情况下，确定低能见度等级，并根据低能见度等级计算对应的能见度强度以及低能见度等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，且基于低能见度等级对应的能见度强度以及当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，准确计算低能见度的影响指数，从而通过低能见度的影响指数确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度，从而将特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度在特种作战虚拟场景中进行添加，完成特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的不同危险程度的设置，提高了特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下构建的真实性，同时，通过危险程度提高作战人员选择的有效性。
具体的，通过作战人员管理单元对作战人员进行统一管理，明确终端使用的作战人员数据，基于作战人员的操作数据对武器装备进行互动，进行现场装配，充分利用了枪械的现有结构，提升了模拟训练的效果，计算武器装备的伤害指数与弹道，实现现场互动，提高了互动真实性，系统业务清晰明了，人性化的人机交互界面；内容丰富多彩，色彩柔和、权限分明。
为了更好的展现基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统的模拟流程，请参阅图5，本发明提供一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟方法，包括以下步骤：
步骤一：在特种作战仿真模拟终端登录作战人员个人信息，确定所述特种作战仿真模拟终端与作战人员一一对应；建立统一的作战人员档案，方便逐一记录并制定每个作战人员的训练方案，提高针对性；
步骤二：根据作战需要在特种作战仿真平台选择所要进行模拟训练的特种作战虚拟场景，并根据特种作战仿真模拟终端的移动变化在特种作战仿真模拟终端显示；环境结合模型有效提高了作战过程的真实性，为特种作战仿真模拟中作战人员的分析提供精准的辅助工具，使特种作战管理人员快速了解作战人员的执行力和作战环境的影响力；
步骤三：特种作战管理平台根据作战人员的操作数据和作战数据进行分析评测，并将个人的评测结果以表格的形式呈现；提供可视化展示过程管理，实时跟进作战人员的作战数据，提高作战人员的训练效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：包括：
特种作战管理平台，用于采集作战人员的操作数据，并将所述作战人员的作战数据及视频进行分析，通过计算得到综合测评结果，并基于所述综合测评结果进行表格化呈现；
特种作战仿真平台，用于根据作战训练科目、作战解决方案、人物确定、位置确定、地图选择、环境设置信息生成特种作战虚拟场景，并基于所述特种作战虚拟场景匹配背景音乐；
特种作战仿真模拟终端，用于接收所述特种作战仿真平台生成的所述特种作战虚拟场景，作战人员根据需要选择的对应的作战武器仿真模型；
特种作战仿真模拟终端，还用于获取作战武器的位置信息、姿态信息、抓握度信息和弹道信息，并根据所述位置信息、姿态信息、抓握度信息和弹道信息实现特种作战虚拟场景和作战武器的变换及运行;
所述特种作战仿真平台中，根据作战训练科目、作战解决方案、人物确定、位置确定、地图选择、环境设置信息生成特种作战虚拟场景，包括：
特种作战虚拟场景构建模块，用于：
根据作战训练科目以及作战解决方案确定作战特征，并根据作战特征搭建第一虚拟界面；
基于作战位置调取目标地图，并根据目标地图的地图特征确定作战训练科目对应的环境参数，同时，将环境参数、目标地图以及作战位置在第一虚拟界面中进行加载，得到第二虚拟界面；
读取虚拟人物，获得虚拟人物的人物特征，并根据虚拟人物的人物特征构建第三虚拟界面；
将第二虚拟界面与第三虚拟界面进行叠加，获得第四虚拟界面；
特种作战虚拟场景构建模块，用于将第四虚拟界面进行三维模型构建，并基于构建结果生成第一特种作战虚拟场景；
流畅验证模块，用于：
在第一特种作战虚拟场景中进行预模拟，获得模拟帧集，建立模拟帧循环列表，并基于模拟帧循环列表将模拟帧集进行循环播放，获得模拟帧集中存在的延时模拟帧，并确定每一个延时模拟帧对应的延时时长；
基于延时模拟帧以及延时模拟帧对应的延时时长评估第一特种作战虚拟场景的流畅程度，并获得评估分值；
将评估分值与预设评估阈值进行比较，判断第一特种作战虚拟场景是否需要进行场景优化；
其中，当评估分值等于或大于预设评估阈值，则判定第一特种作战虚拟场景不需要进行场景优化，且为第一特种作战虚拟场景匹配背景音乐；
否则，则判定第一特种作战虚拟场景需要进行场景优化；
优化模块，用于当第一特种作战虚拟场景需要进行场景优化时，根据评估分值以及预设评估阈值的目标差值确定场景优化标准，并根据场景优化标准设定优化策略；
基于优化策略对第一特种作战虚拟场景进行场景优化，并基于优化结果生成第二特种作战虚拟场景，且为第二特种作战虚拟场景匹配背景音乐。
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述特种作战管理平台包括：
数据读取单元，用于对作战人员的操作数据、作战数据及视频数据进行读取，确定获取到的所述作战人员的数据类型，根据所述作战人员的数据类型在数据库中匹配对应的数据样本；
数据分类单元，用于获取所述数据样本并基于所述数据类型确定分类标识，同时，将所述分类标识输入至预设神经网络中进行学习，确定所述分类表示的分类表达；
数据分析单元，用于基于所述分类标识确定所述数据的分析模型，将所述作战人员的操作数据、作战数据及视频数据输入至对应的分析模型中进行计算，得到计算结果，确定综合评测数值。
3.如权利要求2所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述数据分析单元，还用于：
获取综合评测的进展程度，根据所述综合评测的进展程度，在所述综合评测完成后调取所述作战人员的关联信息，所述关联信息包括：历史评测记录数据信息、心理评估数据信息和综合评测数据信息；
将所述关联信息填充到图表模板中得到所述作战人员的综合评测图表；其中，在所述作战人员的综合评测图表中针对异常数据进行突出显示，在所述作战人员的综合评测图表中，当调取任一作战的数据时，则将关联信息单独以图表形式呈现。
4.如权利要求3所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述特种作战仿真平台，包括：
环境模拟单元，用于提供个人训练事件模型和团队训练事件模型，获取预设环境数据库中的天气模拟数据和光源模拟数据，设置所述事件模型发生时的天气晴、雨、雾、雪状况；
声音模拟单元，用于获取所述事件模型中匹配的天气模拟数据中携带的声音变量数据，所述声音变量数据包括：武器的状态信息和弹头出膛的声音；
人物模拟单元，用于构建人物外观、人物表情和人物动作数据；
方案生成单元，用于基于环境模拟、声音模拟和人物模拟生成虚拟情景，并基于所述虚拟情景建立情景标签，基于不少与一个的所述情景标签确定特征提取的顺序，建立排队队列并进行显示。
5.如权利要求4所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述虚拟场景建立情景标签，具体为：
对所述虚拟情景进行解析，确定情景数据的数据类型，根据情景数据的数据类型，将所述数据类型数值化，确定情景标签的数值范围，基于所述数据类型数值将虚拟情景与情景标签相匹配，确定目标区域；
获取所述目标区域内字体的大小、水平方向上相邻字体的第一间隔距离及垂直方向上相邻字体的第二间隔距离，并对所述目标区域进行分割处理，在分割处理后，对所述目标区域内的文字进行识别，根据识别结果确定情景标签。
6.如权利要求5所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述特种作战仿真模拟终端，包括：
作战人员管理单元，用于获取作战人员的注册信息，同时，负责所述作战人员的注册信息的添加、修改和删除；
基于所述注册信息生成空白数据包，并将所述作战人员的作战信息与所述注册信息一一对应输入至所述空白数据包中；
作战人员监测单元，用于获取所述作战人员的操作数据、定位数据及作战人员的面部视频数据。
7.如权利要求6所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于，所述特种作战仿真模拟终端，还包括：
武器装备监测单元，用于获取所述作战人员的武器装备种类及所述武器配备的辅助装备，同时，基于所述作战人员的操作数据对弹夹内的子弹进行自动减少与填充。
8.如权利要求7所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述特种作战仿真平台中，基于环境设置信息确定特种作战虚拟场景时，确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度，具体包括：
等级确认模块，用于获取低能见度等级，其中，低能见度等级分为第一等级、第二等级以及第三等级；
第一计算模块，用于根据低能见度等级，计算低能见度等级对应的能见度强度；
其中，表示低能见度等级为h级时的能见度强度；h表示能见度等级，且；表示误差因子，且取值范围为（0，1）；表示低能见度等级为h级时的能见度均值；表示低能见度等级为h级时对应水平能见度范围的中间值；表示低能见度等级为h级时对应的最大能见度；
第二计算模块，用于获取设定统计周期，并根据设定统计周期统计低能见度等级对应的低能见度所占天数，并根据如下公式计算低能见度等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例；
其中，表示当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例；表示低能见度等级为h级时所占天数；
第三计算模块，用于低能见度等级对应的能见度强度以及当前等级所占天数在所有等级评估天数中所占的比例，计算低能见度的影响指数；
其中，表示低能见度的影响指数；表示调整系数，且取值为20；
危险程度确认模块，用于:
将低能见度的影响指数与预设影响阈值进行比较，确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度；
其中，当低能见度的影响指数小于预设影响阈值时，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为低等；
当低能见度的影响指数等于预设影响阈值时，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为中等；
否则，则确定特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度为高等；
设置模块，用于将特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的危险程度在特种作战虚拟场景中进行添加，完成特种作战虚拟场景的环境在低能见度情况下的不同危险程度的设置。
9.如权利要求8所述的一种基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统，其特征在于：所述武器装备监测单元，包括：
装备生成模块，用于获取所述作战武器仿真模型的武器类型，获取所述武器类型的关联装备，所述关联装备弹夹、枪托、消音器；基于所述武器类型与关联装备确定所述作战武器仿真模型的伤害指数；
装备实战模块，用于基于所述伤害指数通过物理仿真计算所述作战人员的操作数据与所述作战武器仿真模型的作战方位，计算所述作战武器仿真模型中的弹道是否命中虚拟目标；
若是，则基于命中概率再次判断是否向所述作战人员发送命中指令；若再次判定为命中，则生成所述命中指令，并向所述作战人员发送所述命中指令。
10.一种如权利要求9所述的基于虚拟现实的特种作战仿真模拟系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在特种作战仿真模拟终端登录作战人员个人信息，确定所述特种作战仿真模拟终端与作战人员一一对应；
步骤二：根据作战需要在特种作战仿真平台选择所要进行模拟训练的特种作战虚拟场景，并根据特种作战仿真模拟终端的移动变化在特种作战仿真模拟终端显示；
步骤三：特种作战管理平台根据作战人员的操作数据和作战数据进行分析评测，并将个人的评测结果以表格的形式呈现。
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